Manual de Manutenção e Operação de Poços - DAEE, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia de Manutenção

Baixe Manual de Manutenção e Operação de Poços - DAEE e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Engenharia de Manutenção, somente na Docsity! OO) manual cle operação e manutenção de DOÇOS E ROCHA 3º Edição Governo do Estado de São Paulo José Serra Secretaria de Saneamento e Energia Dilma Seli Pena Departamento de Águas e Energia Elétrica Ubirajara Tannuri Felix Diretoria de Recursos Hídricos Eliseu Itiro Ayabe Rua Boa Vista, 170 - 7º andar - Tel. (Dxx 11) 3293.8539 01014-000 - São Paulo - Centro São Paulo, Departamento de Águas e Energia Elétrica, 3º ed. Manual de operação e manutenção de poços, por Gerôncio Albuquerque Rocha e Antonio Ferrer Jorba. São Paulo, 1982 II, 5 p. Ilustrações, gráficos e tabelas, 210 x 279 mm Bibliografia no final da obra. 1. Poços = Manutenção 2, Poços - Operação 3. Poços - Manual 1. Rocha. Gerôncio Albuquerque, colab. 1. Jorba. Antonio Ferrer, colab. CDD 551.49- 17" CDU 628.112.2 Publicação editada com recursos financeiros do FEHIDRO - Fundo Estadual de Recursos Hidricos Tiragens: 1º edição: 1980 - 600 exemplares (xerox) 2º edição: 1982 - 2000 exemplares 3º edição: 2007 - 2000 exemplares LISTA DE FIGURAS 1. Potencialidades médias de água subterrânea no Brasil – segundo Rebouças, 1978 2 . Fluxograma de operação e manutenção de poços 3 . Causas do rebaixamento em poços 4 . Medidas de teste de bombeamento 5. Representação gráfica do teste de rebaixamento em etapas (papel monolog) 6 . Representação gráfica de equação característica do poço 7 . Curva característica de poço 8 . Ficha técnica e resultados de teste de produção em poço - Exemplo A 9 . Ficha técnica e resultados de teste de produção em poço - Exemplo B 10. Medidor pneumático de nível d’água 11. (a) Medidor de areia tipo centrifugador ( (b) Medidor de areia (cone Imhoff) 12. Gráfico e nomograma para determinação do pH de equilíbrio 13. Dispositivo para detecção de zonas deterioradas em poços LISTA DE FORMULÁRIOS 1. (a) Relatório final de poço (b) Teste de produção 2. Qualidade físico-química da água 3. Equipamento de bombeamento e instalações auxiliares 4. Registro diário de operação 5. Controle mensal de operação 6. Controle anual de operação 7. Controle de qualidade química da água 8. Registro diário de manutenção - bomba com motor diesel 9. Registro diário de manutenção - bomba com motor elétrico 10. Registro diário de manutenção - motor/compressor 11. Controle mensal de manutenção LISTA DE TABELAS 1. Freqüência de medições de nível d’água em testes de bombeamento 2. Disposição dos resultados de teste de bombeamento em etapas 3. Sumário do programa de operação 4. Análise físico-química parcial de campo 5. Classificação do potencial de corrosão/incrustação das águas, segundo o índice de Ryznar 6. Atividade bacteriana de acordo com o potencial redox 7. Quantidade de hipoclorito de cálcio para cada m3 de solução 8. Volume de alvejante para cada m3 de solução 9. Bombas centrífugas com ou sem ejetor: falhas mais comuns 10. Sumário do programa de manutenção preventiva 11. Instruções gerais para inspeção de conjuntos de bombeamento SUMÁRIO Lista de Figuras Lista de Formulários Lista de Tabelas CAPITULO 1 - INTRODUÇÃO 1. OBJETIVOS E CARACTERÍSTICAS DO MANUAL 2. BREVE DIAGNÓSTICO 3. CONCEPÇÃO GERAL DO ASSUNTO CAPITULO 2 - BASES DE UM PROGRAMA DE OPERAÇÃO 1. ENFOQUE 2. LEVANTAMENTO E REGISTRO DE DADOS BÁSICOS 2.1 Relatório Final de Poço 2.2 Resultados de Análises Físico-Química e Bacteriológica da Água 2.3 Características do Equipamento de Bombeamento e Instalações Auxiliares 3. ESTABELECIMENTO DAS CONDIÇÕES INICIAIS DE OPERAÇÃO 3.1 Execução de Teste de Produção 3.2 Determinação das Perdas de Carga e da Vazão Máxima Explorável 3.3 Determinação da Eficiência 3.4 Fixação das Condições de Exploração: Exemplos 3.5 Implementação de Dispositivos de Medição e Equipamentos Auxiliares CAPITULO 3 - DIRETRIZES DE OPERAÇÃO 1. PROGRAMA 2. MEDIÇÕES E TESTES 2.1 Vazão e Volume Total Extraído 2 2 Níveis D’água 2.3 Testes de Bombeamento e Recuperação 2.4 Testes de Produção 2.5 Teor de Areia 2.6 Análise Físico-Química da Água 2.7 Análise Bacteriológica da Água 3. PROCESSAMENTO E CONTROLE DE DADOS 3.1 Registro Diário 3.2 Controle Mensal 3.3 Controle Anual 3.4 Controle de Qualidade Química da Água 4. AVALIAÇÃO E INTERPRETAÇÃO DE DADOS CAPITULO 4 - MANUTENÇÃO 1. INTRODUÇÃO 2. PROBLEMAS MAIS FREQUENTES EM POÇOS 2.1 Identificação da Natureza do Problema e das Causas mais Prováveis 2.2 Aplicação de Soluções; Recondicionamento de Poços 3. DEFEITOS MAIS COMUNS EM BOMBAS 4. DIRETRIZES DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA 4.1 Infraestrutura e Equipamentos 4.2 Inspeções 4.3 Processamento e Controle de Dados Agradecimentos Fontes de Informação e Consulta Bibliografia 7 7 7 11 12 15 21 21 21 25 27 27 29 35 36 36 41 49 49 49 50 51 51 51 51 52 53 53 53 56 56 60 67 67 68 74 79 81 81 83 83 91 96 95 1 INTRODUÇÃO 13 potencialidades médias de água subterrânea no brasil (segundo rebouças, 1978) 14 Todavia, não obstante a importância assumida, a prática de exploração da água subterrânea no país é, ainda, essencialmente predatória, ditada por uma visão imediatista de uso do recurso, sem o correspondente zelo pela conservação dos mananciais e das obras de captação. Dentre os diversos fatores que concorrem para esta situação, podem ser mencionados: a falta de legislação básica que discipline a pesquisa e exploração dos aqüíferos; o estágio ainda incipiente de produção de normas e diretrizes técnicas de projeto e de construção de poços; a insuficiência de pessoal técnico habilitado, em todos os níveis; a falta de aplicação do conhecimento hidrogeológico já existente. Neste contexto, os principais problemas apresentados pelos poços em exploração, com freqüência generalizada em todas as regiões, decorrem de: a)deficiências de construção: um grande número de poços, talvez a maioria dos poços existentes, foram construídos sem projeto técnico, carecendo dos requisitos mínimos de uma obra de captação. É comum a ocorrência de passagem de areia em teores excessivos, provocando até mesmo desmoronamento das paredes do poço, devido ao mal dimensionamento de filtros e de material de pré-filtro ou, mesmo, a sua ausência. Cuidados mínimos como a cimentação para proteção sanitária não são obedecidos, vulnerando o perímetro do poço à contaminação; b)desconhecimento das características técnicas dos poços: os poços mais antigos, executados sem projeto, têm suas características de construção parcial ou totalmente desconhecidas. Ignora-se, muitas vezes, a profundidade total do poço, os diâmetros de perfuração, os materiais atravessados na perfuração e a existência e posição de filtros e tubos de revestimento. Até mesmo os poços mais recentes não têm, via de regra, um cadastro técnico apropriado. Poucas são as firmas que fornecem relatório detalhado de construção de poço; c)vazão de exploração mal dimensionada: a fixação da vazão a ser explorada do poço geralmente é feita com base em testes de vazão inadequados que não dão, na maioria das vezes, os elementos mínimos para interpretação e determinação das condições limites de exploração. Explora-se o poço com a mesma vazão indicada no “teste” e, com o passar do tempo, aparecem as conseqüências: extração de vazão superior à capacidade do poço, queda dos níveis d’água, queda de produção; d)mal dimensionamento do equipamento de bombeamento: a confiança cega nos resultados de testes de bombeamento inadequados determina, freqüentemente, mal dimensionamento do equipamento. Escolhe-se a bomba somente com base na vazão indicada pelo teste, sem levar em conta as características técnicas e as perdas de carga do poço; e)falta de controle da qualidade físico-química da água: o desconhecimento das características físico-químicas da água do aqüífero, antes mesmo da construção do poço, determina em muitos casos deficiências de projeto (especificação de materiais inadequados) que irão influir no desempenho e na vida útil do poço. Efeitos de corrosão ou incrustação nas seções filtrantes e nas tubulações de água são de ocorrência generalizada; 15 f) inexistência de um serviço permanente de operação e manutenção, capaz de detectar a tempo as causas de deterioração dos poços e aplicar as soluções adequadas. Predominam os serviços extremamente limitados e deficientes, voltados quase que exclusivamente para os aspectos de manutenção e, ainda assim, de tipo corretivo ou emergencial, quando da iminência de paralisação do abastecimento de água. 3. CONCEPÇÃO GERAL DO ASSUNTO A organização de um serviço permanente de operação e manutenção de poços, em que o acompanhamento sistemático prevaleça sobre a prática aleatória de tipo corretivo ou emergencial, requer a elaboração de programas adequados, com base na uniformização de critérios e procedimentos, na implantação da infra-estrutura necessária e na eficiente articulação das equipes encarregadas. A operação sistemática é concebida como um processo de obtenção e armazenamento de dados que permitam avaliar o desempenho do sistema aqüífero-poço-bomba ao longo do tempo, em comparação com suas características iniciais. Assim, o conjunto de atividades de operação deve estar orientado para o conhecimento do problema fundamental de exploração de poços, que é o de saber a vazão segura que o aqüífero pode fornecer permanentemente, ao longo dos anos e, em decorrência, otimizar as condições de exploração. A manutenção, por sua vez, consiste em assegurar inspeção regular nos sistemas, efetuar o registro sistemático das condições do poço, equipamentos e materiais em uso, detectar as causas dos problemas e saná-Ios, de modo a garantir a eficiência e o bom funcionamento dos sistemas. Operação e manutenção guardam, portanto, uma estreita relação e interdependência: na operação, a análise da massa de dados produzidos serve para detectar os tipos de problemas apresentados pelo sistema, fornecendo subsídios e pistas para sua solução; cabe à manutenção individualizar o problema, identificar suas causas e aplicar a solução adequada. No fluxograma apresentado na Figura n.º 2 - Fluxograma de operação e manutenção de poços - mostram-se, em cada domínio, a seqüência das atividades requeridas e suas relações de dependência e complementaridade. Para implantar um programa de operação torna-se necessário, numa primeira etapa, reunir todos os dados históricos de cada poço, complementá-Ios com medidas e testes atuais e fixar as condições de exploração referidas ao ano base de execução do programa. A segunda etapa, que corresponde à programação propriamente dita, consiste em estabelecer a periodicidade de inspeções e medições, os critérios de processamento e avaliação dos dados e a articulação prática com o setor de manutenção. O programa de manutenção preventiva tem como ponto de partida o levantamento dos problemas previsíveis do sistema, cujos indicadores podem ser detectados na fase pré-operatória; estabelece a seguir, a sistemática de execução de medidas, observações e revisões, tanto no poço como no equipamento de bombeamento e prevê a avaliação periódica de desempenho do sistema. O enlace operação-manutenção é condição básica para garantir a real aplicação dos programas. No caso de haver separação física entre os setores, devido à estrutura do órgão encarregado, deve ser assegurado o fluxo de dados e informações e o acesso a todo o acervo de dados. 18 2 BASES DE UM PROGRAMA DE OPERAÇÃO 1. ENFOQUE O manancial, independentemente de sua forma de ocorrência, é o coração de um sistema de abastecimento de água. Seria, pois, de se esperar que tanto as captações de água de superfície quanto as de água subterrânea tivessem controle adequado de operação e manutenção mas, infelizmente, não é o que ocorre. Os sistemas baseados em captação de água superficial são via de regra adequadamente inspecionados e operados, ao passo que os que exploram água subterrânea, através de poços e outras formas de captação, são comumente negligenciados. Quando se trata de poço, geralmente só é dada alguma atenção ao equipamento de bombeamento e, mesmo assim, quando ocorre alguma avaria. Devido ao fato de tanto o poço quanto partes essenciais do equipamento estarem situados abaixo da superfície, vigora nestes sistemas o adágio popular “o que não é visto não é lembrado”. O problema de operação de poços deve ser enfocado num domínio apropriado, abrangendo desde as condições de ocorrência e circulação da água subterrânea até as características hidráulicas e de construção do poço. Isto é, a questão mais importante que se deve ter em mente é conhecer a vazão segura que o aqüífero numa determinada área pode fornecer permanentemente, ao longo dos anos, e não só durante um dia, um mês ou um ano. Assim, o objetivo fundamental da operação de poços consiste em estabelecer um programa de obtenção e armazenamento de dados que permitam avaliar o desempenho do sistema aqüífero-poço-bomba ao longo do tempo, em comparação com as características iniciais. O programa deve incluir a coleta de uma variada gama de dados e medidas que, criteriosamente analisados, são de importância inestimável na avaliação do comportamento do aqüífero e do poço com a exploração, na determinação dos volumes produzidos e dos custos de produção da água e na indicação da freqüência adequada de manutenção preventiva do poço e do conjunto motor-bomba. 2. LEVANTAMENTO E REGISTRO DE DADOS BÁSICOS A organização de um cadastro atualizado e completo dos poços e equipamentos de cada sistema é medida fundamental para o estabelecimento das condições iniciais de uma operação sistemática. O cadastro deve abranger, basicamente, os seguintes blocos de informações: •relatório final de poço, fornecido pela empresa perfuradora; •resultados das primeiras análises físico-química e bacteriológica da água; •características do equipamento de bombeamento e instalações auxiliares. Um relatório de poço deve ser completo e detalhado, pois é documento básico de referência no acompanhamento do desempenho do poço durante a exploração. O modelo proposto (Formulários n.º 1a e nº 1b - Relatório final de poço e Teste de produção) é resultado de sucessivas experiências de aplicação e reelaboração por parte da equipe técnica do DAEE e consiste de formulários padronizados em três folhas, cada uma delas agrupando em campos apropriados os dados e informações do poço, na seqüência lógica do projeto construtivo, a saber: 2.1 Relatório Final de Poço 21 maneias me poço progeetáro árias, data oca dérmiro a] paureçõo t: equipamento da bonbesmento proforasdacda [rm] = EEE emebmodo da medição de vazão Tr a feno meses ups Dra nom Em aimvien siim Furação aves Eral aráfico sia x O aráfico sx REM E ” Qim Tiepreiação era a carta a oe = sas eapecitos beieareno mpasres. ae E es de asim Ts ted] E a E mui-comada cemerações açõea a opleação - alhamaieas sor da arma ig 24 25 •dados de identificação e localização, incluindo croquis em escala, com indicação de poços vizinhos; •características de construção: método de perfuração, intervalos e diâmetros de perfuração, posição e diâmetros dos tubos de revestimento e filtros, especificação dos materiais; •características de acabamento: material de pré-filtro, tipo de cimentação, métodos e duração de desenvolvimento; •registros elétricos (perfilagens) e observações específicas; •descrição litológica e perfil geológico; •perfil construtivo, em escala; •características do teste de produção: tipo e capacidade da bomba, duração, níveis d’água e vazão, gráficos de representação dos resultados, teor de areia; •dados interpretados: perdas de carga, vazão específica, tipo de aqüífero captado. Na implantação do relatório-padrão o órgão encarregado tratará de transpor os dados disponíveis de cada poço para os formulários e manterá entendimento junto às firmas perfuradoras no sentido de que os novos poços venham a ter os respectivos relatórios técnicos adaptados ao padrão. Considera-se, ainda, que embora grande parte dos poços explorados nos sistemas de abastecimento municipais tenham sido construídos sem projeto técnico e, portanto, careçam de informações mais completas, é vantajoso estender para todos os poços a mesma sistemática de coleta de dados. Este procedimento não só permitirá a melhor avaliação de cada poço mas também facilitará a implantação de banco de dados a nível estadual, regional e nacional. O registro das características físico-químicas e bacteriológicas da água do poço, analisada logo após a sua construção, é documento indispensável na organização de dados básicos. É de todo recomendável que a primeira análise seja a mais completa possível. Na determinação das características físico-químicas sugere-se um padrão de análise abrangendo 21 parâmetros e elementos, que são: temperatura, pH, condutividade específica, resíduo seco a 1800C, alcalinidade total, dureza total, gás carbônico livre, sílica, cálcio, magnésio, sódio, potássio, carbonato, bicarbonato, cloreto, sulfato, ferro, manganês, fluoreto, nitrato e nitrito. Os resultados da análise matriz servirão de referência para comparação com as determinações periódicas efetuadas durante a exploração do poço (ver item 3.5), a fim de verificar as modificações no quimismo da água. O modelo sugerido de relatório de qualidade da água da primeira análise (Formulário n.º 2 - qualidade físico-química de água) é um formulário em cujos campos estão dispostas informações de identificação do poço, das determinações de campo e dos resultados de laboratório. Para alguns parâmetros-chave, como os cátions e ânions, os valores normalmente expressos em miligramas por litro são convertidos em miliequivalentes por litro e em porcentagem de miliequivalentes, com vistas ao estudo de um grupo de amostras de água. Com a mesma finalidade, o formulário dispõe de espaço para o registro de dados calculados de razões hidrogeoquímicas importantes. 2.2 Resultados de Análises Físico-Química e Bacteriológica da Água qualidade fisico-quimica de água 4 .idantficação tens piotors Lipográfca Tn poço ano boca haiográfica fra mg Jmeogt eo (rot frag [ment municipio go (aco; aeirho ar [a0,* Toca e T [er 1 po | [sos ] fere. jm seo. 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Uma vez conhecidas as características do poço e do aqüífero, será necessário reavaliar as condições atuais de exploração, efetuar as adaptações ou redimensionamentos necessários dos equipamentos de bombeamento e fixar, então, o regime mais adequado de funcionamento do sistema. A determinação da vazão ótima explorável, das perdas de carga e da eficiência de um poço é feita a partir de um teste de bombeamento em etapas ou teste de produção. Os procedimentos para a realização deste tipo de teste são relativamente simples e podem muito bem ser aplicados por um técnico qualificado. Porém, sua preparação prévia é fundamental; é preciso organizá-Io a partir do conhecimento das condições hidrogeológicas locais, e das características de construção do poço, escolhendo o equipamento mais adequado e ramando a execução. O rebaixamento real, medido num poço em bombeamento, é uma somatória de rebaixamentos devidos a perdas de carga no aqüífero e as perdas de carga no poço (Figura nº3 - Causas do rebaixamento em poços). As perdas de carga no aqüífero produzem o rebaixamento necessário para que a água flua para o poço em regime laminar e dependem, fundamentalmente das características do aqüífero (permeabilidade e porosidade) e do diâmetro do poço. As perdas de carga do poço produzem um sobre-rebaixamento que é uma soma dos seguintes fatores: •perdas de carga em torno do poço, devido ao aumento de velocidade da água. Este tipo de perda pode ser significativo em poços com filtros subdimensionados, ou mal desenvolvidos; •perdas de carga devidas à ascensão da água no poço, desde a zona filtrante até a bomba. Este tipo de perda só é significativo quando essa distância é grande ou quando o diâmetro da tubulação é pequeno em relação à vazão; •perdas de entrada na bomba: quando o espaço entre o corpo da bomba e a parede da tubulação é muito pequeno. Segundo Jacob o rebaixamento real em um poço bombeado obedece aproximadamente a equação: onde s é o rebaixamento real, medido no poço em bombeamento, em metros. B é o coeficiente de perda do aqüífero C é o coeficiente de perdas do poço Q é a vazão, em m3/hora O termo BQ da equação representa o rebaixamento devido às perdas do aqüífero. O coeficiente B é função do tempo de bombeamento. O termo CQ2 representa o sobre-rebaixamento devido às perdas de carga do poço. O coeficiente C independe do tempo. 3.1 Execução de Teste de Produção fundamentos 30 causas do rebaixamento em poços preparação do teste Para determinar os coeficientes B e C é necessário conhecer os rebaixamentos correspondentes a três ou quatro vazões distintas, ou seja, é necessário efetuar um teste de bombeamento em etapas ou teste de produção. A execução de um teste de bombeamento requer um planejamento prévio que deve incluir não só os equipamentos e aparelhos necessários mas, fundamentalmente, uma diretriz clara em relação ao tipo de informação que se deseja obter. A preparação do teste pressupõe disponíveis as seguintes condições: a)conhecimento das características do poço e do tipo de aqüífero captado. É necessário dispor do perfil técnico do poço (profundidade, diâmetros, posição dos revestimentos e filtros, pré-filtro) e do perfil litológico atravessado pela perfuração. São particularmente importantes, além disso, as informações obtidas do sondador, como a presença de fraturas ou fendas, a variação do nível d’água no poço durante a perfuração, a perda d’ água, etc.; b)escolha do equipamento de bombeamento - os testes finais de bombeamento em poços devem ser feitos com bomba vertical, de tipo submersível ou de eixo prolongado, com capacidade de extração superior à vazão prevista do poço. O conjunto moto-bomba deverá estar em condições de funcionar ininterruptamente durante todo o período de teste. Por isso é mais recomendável que se possa dispor de um gerador (para evitar as possíveis quedas de energia da rede pública). A utilização de equipamento a ar comprimido não é recomendada na execução do teste final pelos inconvenientes que acarreta: é praticamente impossível estabelecer 3 ou 4 etapas de vazão, manter o controle da vazão e efetuar medidas precisas do nível d’água; c)medidas de vazão - a medição de vazão durante o teste deve ser feita com menos de 5 % de erro. Para as vazões de até 40 m3/h podem ser utilizados 31 recipientes de volume aferido (geralmente tambores de 200 a 220 litros). Vazões superiores a 40 m3/h devem ser determinadas por meio de sistemas contínuos de medida, tais como vertedouros, tubo de Pitot e outros. As medidas de vazão são tão importantes como as de nível d’água. Em geral devem ser feitas em correspondência com as medidas de nível d’água, devendo-se ter o cuidado de ajustá-Ia e mantê-Ia constante durante toda a etapa de bombeamento. Para isso a tubulação de descarga deve ser dotada de uma válvula de regulagem sensível e de fácil manejo para que se possa passar rapidamente de uma etapa de bombeamento a outra e manter a vazão constante. Deve-se fazer o possível para ajustar a vazão nos primeiros 5 minutos de cada etapa, logo no início do bombeamento; d)medidas de nível d’água - na medida dos níveis d’água deve-se obter a precisão do centímetro. Geralmente são utilizados medidores elétricos, com fio numerado de metro em metro e marcado a cada meio metro. Para facilitar a leitura rápida da medida coloca-se uma trena na própria caixa do medidor ou na tubulação de descarga. Na instalação da bomba deve ser descido um tubo de 3/4" ou de 1" destinado à introdução do medidor de nível. A programação dos tempos de medida é, naturalmente, função da “resposta” do poço ao bombeamento.Como norma geral, deve-se programar uma freqüência de tempo tal que permita colocá-Ia depois em escala logarítmica; e)duração - cada etapa de bombeamento deve ter uma duração tal que seja obtida uma relativa estabilização do nível d’água (dinâmico) para a vazão bombeada. Em geral a duração de cada etapa é de 6 a 8 horas. Nos poços em que a vazão prevista é relativamente baixa, inferior a 10 m3/h, o teste final pode ser um bombeamento contínuo a vazão constante (sem etapas), com uma duração total não inferior a 24 horas. Além disso, deve-se assegurar que o nível dinâmico se mantenha estabilizado no mínimo durante 6 horas a partir do início da estabilização; f)registro das medidas (Figura no 4 - Medidas de teste de bombeamento) - o registro das medidas efetuadas e de todas as ocorrências durante o teste é fundamental. Deve-se dispor, previamente, de uma “ficha de teste” que facilite e obrigue ao operador fazer todas as anotações importantes. É de boa prática preencher, antes do início do teste, o cabeçalho e a coluna dos tempos até os 30 minutos. Na coluna “observações” deve-se registrar: características físicas da água (turbidez, passagem de areia) e operações realizadas (regulagem de vazão, passagem de uma etapa a outra); estas anotações devem sempre estar referidas ao tempo em que forem feitas; 34 representação gráfica do teste de rebaixamento em etapas (papel monolog) 35 A Equação (1) dos rebaixamentos, pode também ser escrita da seguinte forma: Esta equação caracteriza uma reta. Em um gráfico, em papel milimetrado, em escala conveniente colocam-se, em abcissas os valores Q1 , Q2, Q3 e Q4 do teste, e em ordenadas os valores s1/Q1, s2/Q2, s3/Q3, s4/Q4, (rebaixamento específico) calculados (Figura no 6 - Representação gráfica da equação característica do poço). Os coeficientes de perda de carga do aqüífero (B) e do poço (C) são determinados graficamente. Os valores determinados são substituídos na Equação (1) obtendo-se a equação característica do poço. Com base nos resultados do teste, constrói - se um outro gráfico “vazão - rebaixamento”, que é a curva característica do poço (Figura no 7 - Curva característica de poço). A curva característica é constituída de duas partes: um setor OP, praticamente uma reta, correspondente a rebaixamentos relativamente pequenos. Para rebaixamentos acentuados, a inclinação da curva aumenta rapidamente com o aumento da vazão. Existe um ponto P a partir do qual o aumento dos rebaixamentos é bastante desproporcional a pequenos aumentos de vazão. É o ponto crítico. A vazão máxima ou a vazão crítica corresponde ao rebaixamento no ponto crítico e não pode ser ultrapassada na exploração do poço. Acima desta vazão o fluxo entra em regime turbulento. Uma vez conhecidas as perdas de carga e a vazão máxima explorável é, então, possível calcular o rebaixamento correspondente à vazão de extração desejada, de acordo com a equação característica do poço (1). 3.2 Determinação das Perdas de Carga e da Vazão Máxima Explorável representação gráfica da equação caracterísitca do poço 36 curva característica do poço A eficiência e de um poço é definida como relação entre a vazão específica teórica e a vazão específica real, ambas referidas a um tempo igual de bombeamento. Para o cálculo do rebaixamento teórico é necessário conhecer os coeficientes transmissividade (T) e armazenamento (S) do aqüífero e o raio efetivo do poço, mediante ensaio de bombeamento com piezômetro. Em situações reais bastante freqüentes, quando não se conhece os parâmetros do aqüífero, a eficiência pode ser calculada admitindo-se que o termo BQ da equação do poço (s = BQ + CQ2) representa o rebaixamento teórico. Deste modo: A eficiência é um dado importante que permite comparar as características de poços construídos numa mesma formação. Quando, porém, se deseja avaliar o desempenho de um poço ao longo do tempo, o valor absoluto da eficiência carece de maior significado. Procura-se, neste caso, trabalhar com a eficiência relativa do poço, isto é, efetuar determinações periódicas da eficiência e analisar cada resultado em comparação com os valores anteriormente obtidos. Para dimensionar as condições de exploração de um poço, uma vez conhecidos os resultados do teste de produção, torna-se necessário: •determinar a vazão segura ou vazão ótima de exploração; como foi visto, a curva característica indicará o ponto crítico, com a correspondente vazão máxima. A vazão ótima deve ser fixada um pouco abaixo do valor correspondente ao ponto crítico; 3.3 Determinação da Eficiência 3.4 Fixação das Condições de Exploração: Exemplos 39 Justificativa: Na fixação da vazão de exploração em 40 m3 /h foram levados em conta os seguintes aspectos: •a tubulação de revestimento tem diâmetro de 150 mm e vai até 55 metros de profundidade; abaixo já se tem filtros; •a oscilação regional do nível d’água não é conhecida; •não se dispõe de elementos para prever a evolução dos rebaixamentos com o tempo de exploração. Um poço de 132 metros de profundidade, perfurado em rocha cristalina, dura, parcialmente revestido, foi testado em 4 etapas sucessivas de vazão. Os resultados do teste, bem como as características do poço são apresentados na Figura no9 - Ficha técnica e resultados de teste de produção em poço exemplo B. Para determinar as características de exploração procede-se de maneira análoga ao exemplo A. a)determinação da equação característica do poço: no gráfico s/Q x Q determinam-se B = 0,96 e C = 0,0145 sendo, então, a equação característica: s = 0,96 Q + 0,0145 Q2 b)análise da curva característica: a representação gráfica Q x s confrontada com o gráfico s/Q x Q permite concluir que: •o fluxo é laminar somente até um trecho da curva próximo a vazão de 28 m3/h, que é o ponto crítico; a partir deste trecho, os rebaixamentos decaem bruscamente com o aumento da vazão; •os rebaixamentos no poço devem-se, em maior grau, as perdas de carga no aqüífero (notar que se trata de fluxo em fissuras detectadas durante a perfuração); os rebaixamentos devidos a perdas de carga no poço são relativamente pequenos (notar que o poço não possui revestimentos e filtros, nem envoltório de pré-filtro nos trechos correspondentes as entradas de água). c)fixação da vazão ótima: pelo exame da curva característica, escolheu- se um ponto ligeiramente à esquerda do ponto crítico, correspondendo a vazão de 25 m3 /h; d)cálculo do rebaixamento total (s): s = BQ + CQ2 = 0,96 x 25 + 0,0145 x 252 = 24 + 9,06 = 33,06 m e)cálculo da profundidade do nível dinâmico ND = s + prof. NE = 33,06 + 2,71 = 35,77 m f)profundidade de colocação da bomba: 44 m Os testes de produção permitem estabelecer condições relativamente seguras na exploração de poços. Sua realização deveria ser exigência contratual, principalmente por parte dos órgãos públicos, para cada poço que fosse construído. Num planejamento de operação sistemática é condição fundamental a realização de uma campanha de testes em todos os poços. em funcionamento. A análise criteriosa dos resultados obtidos certamente conduzirá ao redimensionamento tanto dos volumes de extração como dos equipamentos de bombeamento, contribuindo para a otimização dos sistemas. exemplo B recomendações gerais 40 ficha técnica e resultados de teste de produção em poço - exemplo B 41 É preciso advertir que os procedimentos descritos visam sobretudo a orientação metodológica e não devem ser entendidos como normas rígidas ou um receituário. O conhecimento das características físicas do aqüífero em cada local é o fator que comanda a análise das condições hidráulicas dos poços. Em geral, nos poços perfurados em terrenos granulares os parâmetros hidráulicos seguem mais de perto as formulações teóricas, ensejando maior margem de segurança na interpretação dos resultados de ensaios. O mesmo não se dá nos poços perfurados em terrenos cristalinos ou em rochas fissuradas que, freqüentemente, apresentam maior índice de anomalias, dificultando a interpretação. Nestes casos são necessários cuidados e técnicas especiais pois trata-se de conhecer o regime de alimentação das fendas e fraturas e distinguir os tipos de fluxo da água (laminar e turbulento) que caracterizam localmente o aqüífero. Quando se trata de um campo ou bateria de poços é ainda mais recomendável a realização de estudos especiais, no sentido de quantificar os rebaixamentos produzidos e (re)dimensionar as taxas de bombeamento, minimizando as interferências. A instalação permanente de um hidrômetro junto com um totalizador de horas em cada unidade de bombeamento é a mais recomendável para a medição rotineira da vazão e do volume extraído de um poço. Estes dispositivos tem grande utilidade prática, facilidade de operação e leitura e podem ser utilizados na maioria das situações. Os métodos de medição de vazão normalmente utilizados variam grandemente de local para local, em função das características dos sistemas de bombeamento, dos volumes bombeados e das condições e facilidades existentes. Os mais largamente empregados são: recipiente de volume conhecido (tambor aferido ou reservatório); orifício calibrado; vertedor e medidor diferencial. Evidentemente, cada um destes métodos pode ser adequado a uma determinada situação. Porém, na operação sistemática de sistemas, trata-se de implementar instalações permanentes que permitam medir não só a vazão mas, também, o volume total de água produzido durante um determinado período de bombeamento e o total de horas de funcionamento da bomba. Para a medição rotineira dos níveis d’água em poços, durante a operação, existem dois tipos de instalação: •medidor elétrico e tubo lateral para medição; •medidor pneumático. a)medidor elétrico - consiste de uma sonda que acusa o nível d’água com o fechamento de um circuito elétrico indicado por um amperímetro, lâmpada e/ou sinal auditivo. Existem dois tipos de instalação da sonda elétrica: uma, em que só um fio com eletrodo na extremidade é descido no interior do poço, completando-se a ligação com o fio terra; quando o eletrodo toca a superfície da água, fecha- se o circuito que é indicado no amperímetro. No outro tipo, dois fios com os respectivos eletrodos ligeiramente espaçados, são descidos no interior do poço; o contato do eletrodo superior com a água fecha o circuito, que é indicado pelo amperímetro. Convém que o fio seja marcado a cada meio metro e numerado de metro em metro, para facilitar a determinação da medida; os intervalos são medidos com trena. 3.5 Implementação de Dispositivos de Medição e Equipamentos Auxiliares equipamentos de medição de vazão equipamentos de medição de nível d’água 44 medidor de areia tipo centrifugador Instruções para medição •o aparelho deve ser instalado a uma distância mínima equivalente a 5 vezes o diâmetro do tubo de descarga a partir de qualquer estrangulamento ou válvula •abra a válvula (1) e regule a descarga do medidor, através da válvula (2), de modo a manter constante uma vazão de 2 litros por minuto •feche a válvula (1), retire o tubo graduado, limpe e coloque de novo •abra a válvula (1) e passe a fazer leituras do volume de areia de 10 em 10 minutos; faça pelo menos 3 leituras •tire a média dos valores medidos no tempo correspondente, em cc/min. •o teor de areia em ppm é calculado assim: valor (ppm) = valor (cc/min.) x 500 •cuide para que a vazão do medidor mantenha-se constante; ao final da operação, faça a medida da vazão do poço 45 medidor de areia ( cone imhoff) Como fazer a medida •sustente o cone com as mãos no bordo externo •coloque a boca do cone na parte inferior do jato de água, próximo ao tubo de descarga e retire-o instantaneamente, assim que estiver cheio de água •ponha o cone num suporte, deixe a areia decantar e leia diretamente o volume •faça várias medições (sempre no início do bombeamento) e tire a media O controle de qualidade da água durante a operação, mediante a execução de análises físico-químicas periódicas, requer, além das determinações de laboratório, algumas medidas essenciais de campo, na boca do poço. É recomendável e necessário dispor, no mínimo, dos seguintes aparelhos: •condutivímetro portátil, transistorizado, para medida de condutividade da água; •aparelho medidor de pH, portátil, transistorizado; convém evitar a utilização de papel indicador ou fita, pois as determinações são pouco confiáveis; •termômetro. Uma alternativa conveniente e desejável, dependendo das condições locais e da quantidade de poços do sistema, é a utilização de “kit” com condutivímetro, medidor de pH, fotômetro e reativos para titulação. Estes conjuntos, facilmente encontráveis no comércio, são unidades volantes que podem ser usadas para vários sistemas, cobrindo um maior número de determinações de campo. Deve-se alertar que o “kit” não substitui o laboratório; as determinações por ele efetuadas servem para detectar mudanças de composição química da água e orientar a análise de laboratório. equipamentos para determinações químicas 46 50 A medição diária dos níveis d’água no poço deve ser feita no início e no fim de cada período de funcionamento, anotando-se os respectivos tempos de descanso e de bombeamento. Dada a importância fundamental das medidas de nível d’água, são necessários alguns esclarecimentos adicionais. O nível estático é comumente definido como a posição (profundidade) do nível d’água de um poço em repouso, medida em relação à superfície do terreno, no local. A posição real do nível estático depende do tempo de recuperação do poço, após a parada da bomba, o qual, por sua vez, é função da vazão extraída, do rebaixamento atingido e das características do aqüífero. Assim, um nível d’água medido a um dado tempo após desligar a bomba pode ou não ser o nível estático real. Em poços de recuperação rápida e de curto período de bombeamento é provável que o nível estático seja atingido diariamente, o que não ocorrerá com os poços de recuperação lenta e longo bombeamento diário. Por esta razão é preciso distinguir nível estático, que deve ser medido após um período suficientemente longo de descanso do poço e o nível inicial, medido diariamente. A medida do nível d’água inicial, antes de começar cada bombeamento, é um dado muito importante para referência e interpretação e deve ser feita com cuidado. Para a medição do nível estático real sugere-se uma freqüência mensal, coincidindo com os testes rotineiros de recuperação e bombeamento que exigem interrupção prolongada do sistema. Para obter uma medida fiel, procede-se da seguinte forma: •analisam-se as medidas de nível inicial e de nível dinâmico feitas em condições similares, verificando possíveis anomalias; •efetua-se um teste de recuperação, como indicado no ítem 3.1; •ao final do teste, anota-se o nível obtido; se a parte final da recuperação for muito lenta, colocam-se os dados em papel monologarítimico a fim de verificar a tendência da curva e extrapolá- Ia, em correspondência com a escala dos tempos; 2.2 Níveis d´Água 51 •se o aqüífero for confinado, anota-se a hora exata da medida e registra-se a pressão atmosférica, de modo a possibilitar as correções necessárias. O nível dinâmico, para efeito de operação, significa a profundidade mais baixa do nível d’água no poço atingida ao final de um período de bombeamento a uma dada vazão. A medida deve ser feita pouco antes de desligar a bomba, simultaneamente com a medida de vazão, sempre com o cuidado de registrar o tempo de duração do bombeamento. Mensalmente, aproveitando de preferência períodos de paralisação do sistema para manutenção, deve-se efetuar testes de bombeamento e de recuperação nos poços, visando determinar principalmente a vazão específica e o nível estático. Estes testes são de tipo expedito, a vazão constante; as indicações para sua realização são idênticas as descritas no item 3.1 - capítulo II, procedendo-se como se fosse uma só etapa de bombeamento, nas condições de funcionamento do sistema. A duração do bombeamento não deve ser inferior a 8 horas; a recuperação deve-se processar durante um tempo igual ou maior, com a devida atenção para a medida do nível estático real. A operação programada torna imprescindível a execução de teste de produção, a fim de avaliar as perdas de carga e a eficiência do poço. Sugere-se uma freqüência anual para este tipo de teste, cujos procedimentos de execução e interpretação estão descritos no item 3.1 - capítulo II. De acordo com a experiência prática e as condições do aqüífero, é quase sempre possível encurtar os tempos de bombeamento em cada etapa para 2 ou 3 horas em média e obter bons resultados. Um grande número de poços perfurados em sedimentos, devido a deficiências de construção, deixam passar areia durante o bombeamento, acarretando efeitos prejudiciais a bomba e ao próprio poço. Os limites permissíveis de teor de areia são fixados por critérios dos fabricantes de bombas e variam de 10 a 20 partes por milhão. Estes critérios devem ser admitidos com reserva porque, na operação de poços, os incrementos do teor de areia na água são indicadores de problemas no poço, mesmo que não excedem os limites tolerados pela bomba. Por isso é necessário o controle sistemático da produção de areia a fim de detectar e analisar qualquer variação de teor que ocorra. As medidas devem ser efetuadas a qualquer tempo, sempre que se observe aumento na passagem de areia e regularmente, por ocasião da execução de testes de bombeamento ou de produção. A determinação periódica da qualidade físico-química da água extraída é de importância básica na operação e manutenção, a fim de detectar a tempo efeitos nocivos da água no poço que, geralmente, se processam de maneira lenta e gradativa. Sugere-se efetuar duas categorias de análises, a saber: •análise parcial, a cada 6 meses; •análise completa, a cada ano. A análise parcial abrange determinações relativamente simples que, pela sua importância, devem ser feitas no campo, com equipamentos adequados. Na Tabela no 4 - Análise físico-química parcial de campo - é sugerida uma lista de determinações a serem efetuadas. A análise completa inclui, além das determinações de campo, os parâmetros analisados em laboratório, abrangendo as 21 determinações indicadas no item 2.2 - capítulo II. 2.3 Testes de Bombeamento e Recuperação 2.4 Testes de Produção 2.5 Teor de Areia 2.6 Análise Físico-Química da Água 52 A água de um poço bem construído, protegido e desinfectado logo após a perfuração, dificilmente poderia apresentar qualquer problema de qualidade bacteriológica. Porém, frequentemente ocorrem casos de contaminação, ignorados e não detectados porque em geral coleta-se água para análise no reservatório ou na rede de distribuição, após passar por cloração, e não na saída do poço. É necessário efetuar com rigidez, sempre que haja suspeita de contaminação e pelo menos uma vez por ano, o exame bacteriológico da água amostrada na boca do poço. Os principais motivos para isto são os seguintes: •a possível existência de fonte de poluição do aqüífero, não detectada no estudo de locação do poço ou desenvolvida após a sua construção; este fator é particularmente importante em poços perfurados em aqüíferos fissurados; •o desenvolvimento de contaminações durante a operação: a)na substituição ou reparo do equipamento de bombeamento, sem desinfeção posterior; b)na introdução de fios no poço, para medição de nível d’água; c)na execução de reparos no poço, como a complementação de material de pré-filtro, re-desenvolvimento, sem desinfeção posterior. A coleta de água para análise bacteriológica requer cuidados especiais, treinamento e consciência pelo pessoal encarregado, no sentido de evitar contaminação acidental no momento da amostragem, deturpando os resultados. Recomenda-se observar as seguintes instruções: •a coleta de água para exame bacteriológico deve ser sempre realizada em primeiro lugar, antes de qualquer outra coleta; •abrir a torneira ou registro de saída d’água junto ao poço e deixar escoar por 5 minutos; •fechar a torneira ou registro e flambá-Ia; •abrir a torneira ou registro a meia seção e continuar flambando durante 1 minuto; •no momento da coleta abrir rapidamente o frasco esterilizado, sem lavá- Io com a própria amostra, tendo o cuidado de não deixar que a tampa toque em qualquer superfície e de não tocar no bocal do frasco; •segurar o frasco pela base e enchê-Io até 4/5 do seu volume; •fechar rapidamente o frasco, fixando o material protetor ao redor do gargalo; 2.7 Análise Bacteriológica da Água controle mensal de operação més/ano 1 nivel inicia, nbvei dinâmico e enzião adiar as Sampa reposmo [hj ba nb eo 1. e bombeamento contigo pj mb ini (rj cena [rei 12345 6 TB ZA A 15.16 17/18 19 20 21 22 25 24 25 26 27 25 20 30 as 2. resultados do teste de bombeamento ET] Tomiresanania miss fiminom] ração Mi rocusporiação duração (a resiesidico [janta do Dombeamando rea da repouso qn) pós a raceparação = drdmico jm cho jim acho especitca nritvmi “observações [nreriar a aosfência da poços em lncionamesmio nas Anivaraas] 3 chsorvações gorais a insinuções para a manutenção Tao semana mução 55 56 O processamento e controle anual dos dados de operação consiste num cuidadoso trabalho de síntese dos relatórios mensais, com frequente recorrêncía aos registros diários. É mais conveniente adotar como referência o ano hidrológico, abrangendo por inteiro uma estação seca e uma estação chuvosa, de modo a avaliar melhor a resposta do poço e do aqüífero com a sequência de períodos climáticos. No caso de ser adotado o ano civil, como é de praxe, recomenda-se assinalar os meses do ano correspondentes a ambas estações. A ficha-modelo sugerida para controle anual (Formulário no 6 - Controle anual de operação) inclui: elementos de identificação do poço; dados totais de produção; medidas mensais de nível estático, nível dinâmico e vazão, com os respectivos gráficos de acompanhamento; resultados do teste anual de produção; parâmetros químicos calculados e observações decorrentes da análise de conjunto dos dados. Sugerem-se os seguintes critérios para preenchimento da ficha: •escolher pelo menos 1 medida de nível estático mensal, obtida após um tempo de recuperação suficientemente longo; no caso de não haver sido feito o teste mensal de recuperação, recorrer ao registro diário e escolher a medida mais adequada; •de igual modo, escolher medidas de nível dinâmico referentes a tempos de bombeamento suficientemente longos, com a correspondente medida de vazão; •grafar os dados de nível estático, nível dinâmico e vazão; •no item “observações”, registrar: variações bruscas ou gradativas de qualquer parâmetro hidráulico (nível d’água, vazão, vazão específica, eficiência), data ou mês e possível motivo; anormalidades verificadas no equipamento de bombeamento, indicações para controle, pela manutenção. A ficha-modelo abrange o período do primeiro ano de operação sistemática. Com o tempo, e, dependendo da experiência obtida em cada área, será possível adotar um mapa de controle plurianual que facilite mais a avaliação de desempenho do poço ano após ano. A realização de análises químicas da água pelo menos duas vezes por ano é necessária não só para verificar possíveis mudanças de composição química mas, também, para determinar seu potencial de incrustração ou corrosão, de acordo com o regime de bombeamento do poço. Para o controle períodico da qualidade química sugere-se a ficha-modelo do Formulário no 7 - Controle de qualidade química da água, que contém os parâmetros que interessam mais de perto na investigação dos processos de corrosão ou incrustração, a saber: temperatura, pH, condutividade (ou resíduo seco), alcalinidade total, CO2 livre, dureza total, dureza permanente, cálcio, ferro e manganês. Além destas determinações, há espaço na ficha para inclusão de outros parâmetros que sejam peculiares de uma determinada área. Por exemplo, em regiões de águas sulfurosas, será necessário incluir a determinação de gás sulfídrico (H2S), importante no fenômeno da corrosão. A ficha de controle tem um campo próprio para alguns parâmetros, definidores do potencial de atividade química da água, que são: pH de equilíbrio, índice de atividade e potencial redox. 3.3 Controle Anual 3.4 Controle de Qualidade Química da Água controle anual de operação 1. idenáificação np marveipão focal prispriatârio [ana pros quy E peer Eilara captado equiparado da Eumbmammarão tea potârea (EV) prol ocsnim) [lubulação da água & [mm] [premio 2. sumário de produção “ee Ina serao Um] [PET e de bombeamenio razão rráia rs ms Seco [ris rat choreeo Do niveis água, vazão e vazão especifica eudida da hasta damas 1 recuperação qr ME im E] NO jp eme tip O aspira Tepresontação gráfica NE (mm) z E a] L a 1 z 3 4 5 & 7 8 2 ou “ 12 mês 4 . resulkado do testa de produção Tese cegral mésano [oe deperdadecoganopoçolAl— [oces de perda de caga no manfero 6) [ofciência Da] teste mus msrano [cost de perda de caga no poço (Al [ooes de perda de carga no oaliero [Bj [afctincia Dj 5. parâmetros químicos calculados Teca do mgnexanidasa “aaa eva dada da mdlisa als ala ata da andisa potencia nedom “alo amaro data da análisa” alor atua ata da andiso rota : amena pia ho análisa Nisico-quimica completa: E observações nisponsáresl prontos data 57 60 gráfico e nomograma para determinação do pH de equilíbrio Como determinar o pHe •com os dados de temperatura e resíduo seco determinar a constante no gráfico da coluna (1) •a partir deste ponto, traçar uma reta até o ponto correspondente ao valor da concentração de Ca na coluna (3) e determinar o ponto de intersecção na coluna (2) •traçar uma nova reta, unindo o ponto da coluna (2) ao ponto correspondente ao valor de alcalinidade, na coluna (5) •ler o valor do pHe no ponto de intersecção desta reta com a linha da coluna (4) 61 4. AVALIAÇÃO E INTERPRETAÇÃO DE DADOS A avaliação global da massa de dados produzidos no decorrer de um ano de operação regular orienta-se para a detecção de problemas, delimitação das causas mais prováveis e determinação das providências a serem tomadas pelo setor de manutenção. Num primeiro nível, o processamento mensal e anual dos dados nas fichas apropriadas, tal como indicado, já implica num certo grau de avaliação de desempenho do sistema. Trata-se, ademais, de proceder a uma avaliação de conjunto, integrando todos os aspectos que influem no desempenho do sistema. Esta tarefa requer a coordenação de pessoal experiente, junto aos supervisores responsáveis pela operação e pela manutenção. A sequência de atividades necessárias na avaliação anual abrange: •estudo do comportamento do nível estático no poço, em associação com os ciclos de bombeamento e as condições climáticas da área; •estudo do comportamento do nível dinâmico em correlação com a vazão de bombeamento; •estudo do comportamento da vazão específica e da eficiência do poço; •exame das condições de funcionamento do conjunto de bombeamento ao longo do ano; •determinação de possíveis modificações nos parâmetros físico-químicos da água, em associação com as condições de funcionamento do poço; •listagem dos problemas ocorridos em cada unidade, durante o ano, e identificação das prováveis causas; •revisão da freqüência de inspeções e medições e otimização do programa de operação; •indicação de medidas necessárias ao programa de manutenção. O comportamento do nível estático é analisado com base na forma da hidrógrafa, referida ao ano hidrológico. Interessa, sobretudo, observar as variações mais prolongadas de nível que, em geral, são de 4 tipos: a)decaimento contínuo e progressivo do nível, significando que se está extraindo um volume de água superior à capacidade de recarga e armazenamento do aqüifero; b)oscilação contínua, com os ramos ascendente e descendente correspondendo, mais ou menos, aos períodos de chuva e de seca, respectivamente; c)oscilação irregular, ao longo do tempo, podendo indicar mudanças de ciclo de bombeamento em diferentes épocas do ano ou interferência causada pelo bombeamento de poços vizinhos; d)relativa estabilidade do nível, indicando que o volume de água que está sendo extraído do aqüífero é compensado pela recarga. A hidrógrafa dos níveis dinâmicos, quando estes são medidos de acordo com os critérios indicados, deve assumir uma forma concordante com a dos níveis estáticos e, portanto, suas oscilações podem ser interpretadas de modo correlato. Frequentemente, porém, a hidrógrafa poderá apresentar anomalias devidas a 3 causas principais: 62 a)medida inadequada, isto é, medição feita antes do nível atingir estabilização ou em horário diferente da medição de vazão; b)anormalidade nas condições de trabalho do conjunto de bombeamento, por ocasião da medida; c)variação da vazão. Para verificar a causa da anomalia recorre-se ao registro diário; se os pontos anômalos forem devidos as duas primeiras causas, desprezam- se as medidas e corrige-se o gráfico; se a anomalia estiver associada à variação de vazão, deve ser avaliada junto com os dados de vazão específica e eficiência. A vazão específica é um dos parâmetros mais úteis na avaliação de desempenho de um poço; quedas acentuadas no valor deste parâmetro são, em muitos casos, sinal de colmatação de seções filtrantes ou de um processo de incrustação. Em geral, quando o decréscimo ultrapassa os 10%, deve-se investigar as causas e alertar o setor de manutenção. O valor da eficiência obtido do teste anual de produção deve ser comparado com o dado anterior; ao mesmo tempo, pela equação do poço, determinam-se os rebaixamentos devidos as perdas do poço e as perdas do aqüífero que, comparados aos valores anteriores, permitirão avaliar qual dos dois predomina na variação do rebaixamento total (ver item 3.1, capítulo II). A verificação das condições de funcionamento do conjunto motor- bomba orienta-se para a detecção de anormalidades refletidas nas medidas de’ nível d’água e vazão (problemas ligados a avarias ou desgaste de peças são encaminhados diretamente à manutenção). O exame comparado das fichas de registro diário de operação e de manutenção permitirá saber as causas das anormalidades. Em sistemas com motores elétricos, o estudo da variação da corrente de trabalho permite não somente saber a natureza do problema operacional mas, também, conferir a coerência das medidas de nível d’água e vazão. O consumo diário de energia tem relação direta com a vazão e o volume total bombeado e pode dar indicação adicional sobre a anormalidade. Em sistemas de bombeamento com ar comprimido, as anomalias no poço podem ser detectadas com facilidade: as pressões de trabalho podem ser transformadas em metros e servir de aferição para as medidas de nível. Em sistemas com motor de combustão interna, o volume de combustível consumido tem relação direta com o volume diário extraído e explica anomalias nas medidas de vazão; porém, a verificação de anomalias nas medidas de nível d’água depende das leituras no manômetro e da detecção de ruídos ou aquecimentos anormais do motor. A composição química é um dos fatores que ajudam a diagnosticar se uma água será incrustante ou corrosiva. Águas duras, com mais de 300 mg/I de CaC03 e fortemente bicarbonatadas, com alcalinidade superior a 250 mg/I de CaC03 são potencialmente incrustantes. De igual modo, águas com pH acima de 7,5 ou teores de ferro e/ou manganês acima de 1 mg/I podem produzir incrustações. Águas de baixa salinidade, baixa alcalinidade, baixa dureza, baixo pH e elevado teor de CO2 são potencialmente corrosivas. Não há, todavia, regras precisas para decidir se uma água será incrustante ou corrosiva. A investigação deve levar em conta outros fatores associados, como: as características construtivas do poço, suas condições hidráulicas e o regime de bombeamento. 1.INTRODUÇÃO Um serviço permanente de operação e manutenção de poços, baseado em programas sistemáticos de caráter preventivo, certamente proporcionará benefícios na diminuição das despesas de energia e de depreciação de materiais e equipamentos; na racionalização do trabalho das equipes, padronização de materiais e equipamentos e redução dos estoques necessários, de modo a garantir a eficiência dos sistemas de abastecimento de água e assegurar o padrão sanitário exigido. Um programa de manutenção preventiva consiste em assegurar inspeção nos poços nos prazos certos; efetuar o registro sistemático de medidas e informações sobre o comportamento do lençol subterrâneo, sobre as perdas hidráulicas nas captações e sobre a eficiência e durabilidade dos equipamentos e materiais em uso; detectar as prováveis causas dos problemas do poço e da bomba; organizar um serviço eficiente de suprimentos, baseado em almoxarifados regionais e locais, adequadamente localizados e dimensionados em função da distribuição geográfica dos poços em operação. Deste modo, a racionalização dos serviços minimiza a probabilidade de ocorrerem situações de emergência no abastecímento, como frequentemente ocorrem nas horas de máxima demanda de água, quando a manutenção é baseada em medidas aleatórias, de caráter puramente corretivo. A prática de manutenção de tipo corretivo, adotada de forma rotineira e predominante em toda a parte, padece de distorção de base que consiste em atacar os problemas pelos efeitos imediatos, sem procurar investigar suas causas. E, mesmo assim, de forma parcial, dando atenção só às falhas mecânicas apresentadas pelos equipamentos e descuidando do que possa estar ocorrendo com o poço. A natureza do problema que ocorre num poço durante a operação não é facilmente discernível. O processo de deterioração geralmente se desenvolve de forma lenta e gradual até um ponto crítico a partir do qual acelera-se rapidamente até o colapso. Se a natureza da deterioraçao for reconhecida a tempo, antes que atinja o ponto crítico, é possível reabilitar o poço. Daí porque assumem especial importância os procedimentos de operação sistemática na previsão de problemas e, por consequência, na indicação de pistas para a manutenção preventiva. 2. PROBLEMAS MAIS FREQUENTES EM POÇOS A detecção da natureza do problema apresentado por um poço e, principalmente, de suas causas mais prováveis, requer o exame cuidadoso das variações das medidas e observações periódicas efetuadas, em associação com os registros de desempenho do equipamento de bombeamento. Para facilidade de abordagem da questão convém discriminar os poços tubulares em duas categorias, a saber: a)poços perfurados em terrenos sedimentares; b)poços perfurados em rochas duras, compactas. 67 68 Esta distinção é útil visto que uns e outros são em geral construídos segundo métodos e técnicas diferentes e, em decorrência, podem apresentar problemas peculiares durante a exploração. Com efeito, nas perfurações em terrenos sedimentares o fluxo d’água para o interior do poço se realiza através de aberturas na tubulação de revestimento, que incluem a abertura da extremidade inferior e os mais variados tipos de seções filtrantes (tubos rasgados, perfurados, ranhurados ou tubos filtros); nas perfurações em terrenos duros, compactos, a passagem de água se dá diretamente através de fendas, fraturas, fissuras e canais da própria rocha. Tendo em mente esta distinção, são analisados os problemas mais comuns e frequentes que podem ocorrer em poços e, a seguir, são fornecidos critérios para a procura e aplicação de soluções. De modo geral, para efeito de análise, os problemas que ocorrem em poços podem ser classificados como de origem mecânica, hidráulica e de qualidade da água. Na prática esses processos atuam de forma combinada, tornando difícil a identificação do fator predominante. Os problemas de natureza mecânica são as obstruções dos filtros, a produção de areia, a deterioração da estrutura do poço e defeitos no equipamento de bombeamento. As obstruções das seções filtrantes refletem-se em rebaixamentos progressivos do nível dinâmico, sem decaimento apreciável do nível estático, podendo ser detectadas na interpretação dos dados de operação. A diminuição da vazão específica e o incremento da perda de carga (termo CQ2 ou CQn da equação do poço) são determinantes na detecção do problema. A procura das causas das obstruções, quando não são evidentes ou não foram previstas após a construção do poço, segue um processo de dedução e exclusão com base nas características do poço e na composição química da água. As obstruções podem ser causadas por acumulação de argila, silte ou areia no filtro e no pré- filtro; se for notada produção desses materiais na descarga do poço e se o perfil litológico indicar a sua ocorrência em trechos próximos às seções filtrantes, é muito provável que a obstrução seja devida a este fato. Outra causa de obstrução mecânica são os subprodutos da corrosão que se depositam nas seções filtrantes e no fundo do poço; se o índice de agressividade da água for elevado (indicando a possibilidade de corrosão), a água bombeada poderá apresentar turbidez ou a presença de resíduos, o que confirmará a causa; em processos avançados, a produção anormal de areia é forte indício da corrosão. Os subprodutos do metabolismo bacteriano podem, também, produzir obstruções; às vezes, quando se trata de bactérias de ferro, esta causa pode ser indicada por mudança de coloração da água bombeada; porém, na maioria dos casos, é de difícil detecção e requer a execução de análises bacteriológicas especiais. A produção de areia em poços é, geralmente um problema originado pela corrosão e, por sua vez, indicador da existência da mesma. Outras causas de produção incrementada de areia são as seguintes: •possíveis pontes intercaladas na coluna de pré-filtro, deixando seções filtrantes diretamente expostas à formação arenosa; •recalque do material de pré-filtro, deixando os primeiros filtros descobertos, por falta de realimentação de pré-filtro durante a operação; •ruptura da coluna de revestimento e filtros, geralmente nas juntas. No caso de haver recalque do material de pré-filtro a detecção do problema é simples, bastando medir o nível do pré-filtro, através do tubo de alimentação, e compará-Io com o nível original. 2.1 Identificação da Natureza do Problema e das Causas mais Prováveis problemas mecânicos 69 Nos outros casos, a identificação das causas requer, geralmente, a execução de análises sedimentológicas e mineralógicas das amostras do material retirado do fundo do poço. Comparando os resultados destas análises com aquelas efetuadas durante a construção do poço, é possível chegar a algumas conclusões úteis. Se o material produzido tiver granulometría sensivelmente maior que a de qualquer intervalo aqüífero explorado, ou semelhante a do pré- filtro, é sinal de que há ruptura na coluna de revestimento e filtros; ao realimentar a coluna de pré-filtro, se houver consumo exagerado de material, a suposição será confirmada. Se, inversamente, o material produzido tiver granulometria de diâmetro menor que o das aberturas do filtro, a causa mais provável do problema é a existência de pontes na coluna de pré-filtro. Se as conclusões anteriores não forem confirmadas, a causa da produção de areia poderá estar relacionada ao alargamento das aberturas do filtro por corrosão. Existem equipamentos modernos utilizados para a localização em detalhe de zonas deterioradas, pontos de ruptura e outros problemas no interior do poço; os mais usados são os equipamentos fotográficos e de televisão em circuito fechado. Porém, um método fácil e acessível para localizar zonas deterioradas consiste na utilização do equipamento mostrado na Figura nº 13 - Dispositivo para detecção de zonas deterioradas em poços. Trata-se de um pistão comum de desenvolvimento de poço ao qual se adapta um recipiente de chapa de aço, por meio de um eixo de 0,5 metros de comprimento. Procede-se a um vigoroso pistoneamento nos trechos que se pretende examinar, durante aproximadamente 30 minutos; em seguida, retira-se o equipamento do poço e examina-se o recipiente, à procura de material do pré-filtro ou da formação. Se houver deposição de material, a zona deteriorada terá sido localizada com razoável aproximação. A deterioração da estrutura de um poço é um problema cujos sintomas podem ser observados à superfície, manifestando-se em abatimento do terreno em torno do poço, na formação de gretas e sulcos convergentes e no rompimento da base de assentamento da bomba. Em alguns casos, o problema poderá estar relacionado a uma taxa de bombeamento acima da capacidade do aqüífero. Na maioria das vezes, no entanto, resulta do bombeamento excessivo de areia em poços mal desenvolvidos ou, mesmo, de colapso parcial ou total da coluna de revestimento e filtros. Defeitos no equipamento de bombeamento durante a operação podem mascarar a detecção da verdadeira natureza do problema, induzindo à conclusão equivocada quanto à existência de defeito no poço. A diminuição da vazão de bombeamento, acompanhada de leve ascenso do nível dinâmico, é indício de defeito no equipamento instalado. As falhas mais comuns, cujos sintomas ajudam na identificação do problema, são as seguintes: •desregulagem do conjunto de rotores e demais partes da bomba, com vibrações anormais do equipamento, devido a desgastes por abrasão, corrosão ou uso intensivo; •cavitação nos rotores, devido à presença de ar ou gases na água bombeada (rotores “pipocando”); •furos no tubo de descarga, produzindo ruído de “cachoeira”; •entupimento do crivo da bomba; •perda de submergência em compressores, com interrupções prolongadas na descarga; •perda de sucção nas bombas de eixo horizontal, com interrupção na descarga. 72 As modificações nas características físicas da água, embora não possam, por si próprias, servir para detectar por inteiro a natureza do problema, produzem efeitos que ajudam no diagnóstico. A água bombeada pode apresentar coloração indicando, na maioria das vezes, um processo de obstrução. As colorações vermelha e “ferrugem” resultam da presença de compostos de ferro e/ou das chamadas “bactérias do ferro”, indicando provável incrustação. Águas de coloração marrom ou parda indicam a presença de bactérias redutoras ou de compostos de manganês; em regiões de mangues, indicam a presença de matéria orgânica combinada com tanatos e gelatos. Águas amareladas geralmente indicam a presença de compostos derivados de oxidação do ferro, que podem ser produtos da corrosão. Odor e gosto são indícios da presença na água de microorganismos, de gases dissolvidos (gás sulfídrico, metano, dióxido de carbono ou oxigênio), de substâncias minerais (cloretos, compostos de ferro, carbonatos e sulfatos e de fenóis). Uma água que apresenta odor e gosto característicos poderá estar ativando processos de corrosão ou de incrustação. Variações de temperatura das águas subterrâneas podem acentuar o desenvolvimento de processos de deterioração de poços. Aumentos de temperatura provocam um decréscimo da viscosidade da água, incrementando a difusão de oxigênio e ativando o processo de corrosão. Um incremento de temperatura da ordem de 4 a 5o C pode duplicar o potencial de corrosão da água. A condutividade específica está diretamente relacionada ao total de sólidos dissolvidos (TSD) na água; qualquer incremento de TSD é um acelerador da corrosão, que se torna severa quando este parâmetro é superior a 1000 mg/I. A condutividade está também associada ao aumento do teor de cloretos, notadamente em áreas litorâneas ou semi- áridas, o que aumenta a probabilidade de corrosão. A turbidez da água de poços mais antigos é indicadora de problemas de natureza mecânica, como o colapso de seções filtrantes. Em poços novos, frequentemente resulta de desenvolvimento insuficiente durante a construção. A turbidez leitosa, quando provém de gases dissolvidos na água, pode produzir cavitação nos rotores da bomba. A atividade bacteriana acarreta quase sempre problemas de incrustação e/ou corrosão em poços. A detecção da existência de bactérias na água é feita, inicialmente, com base em suas propriedades organolépticas e em análises bacteriológicas de rotina. Uma vez obtidos indícios de ação bacteriana, a identificação dos tipos de bactérias requer análise específica, sendo necessário coletar amostras mediante raspagem das partes internas dos filtros e remoção de material depositado no fundo do poço. As bactérias mais ativas nos processos de corrosão são as chamadas bactérias redutoras de sulfatos, anaeróbias, do gênero Desulfovíbrio desulfuricans. O potencial redox do solo e da água é um indicador do potencial de corrosão destas bactérias, de acordo com a relação da Tabela nº 6 - Atividade bacteriana de acordo com o potencial redox. As bactérias aeróbias Esteríchia Coli, Aerobacter Aerogens, Proteus Vulgaris podem, também, causar corrosão. As chamadas “bactérias do ferro”, Gallionella e os gêneros filamentosos Clonotríx, Crenotrix e Leptotrix, são muito importantes nos processos de incrustação. 73 As modificações nas características químicas da água, provocadas por variações de pressão e velocidade durante a extração, são estimuladoras dos processos de incrustação e de corrosão em poços (ver capítulo III - item 4) A incrustação química consiste na precipitação e deposição do material nas seções filtrantes, no pré-filtro, no próprio aqüífero, na bomba e até nas tubulações de água; o material incrustante é constituído principalmente por carbonato de cálcio acompanhado de silicato de alumínio, sulfato de ferro e outros minerais contidos no aqüífero. Os estudos modernos do fenômeno apoiam-se na teoria eletrocinética que explica suas causas da seguinte maneira: •durante o bombeamento de um poço, o fluxo de água incrementa o fluxo de potencial elétrico que atua como catalizador nas reações de incrustação; •o processo de incrustação se desenvolve nas superfícies metálicas quando estas estão carregadas negativamente. Um dos primeiros sintomas de incrustação é o aumento de consumo de energia da bomba, refletindo perda de eficiência do poço. A confirmação pode ser feita pela inspeção do equipamento de bombeamento que geralmente apresenta material depositado no crivo e nas vizinhanças; a interpretação dos resultados de análises químicas sucessivas indicará as variações dos parâmetros que atuam no processo. Há casos de poços em que operadores experientes são capazes de detectar o grau maior ou menor de incrustação nas tubulações através dos diferentes sons produzidos por batidas no tubo de descarga, com objeto metálico. O fenômeno de corrosão em poços resulta de reação química ou eletroquímica da água em contato com a estrutura metálica do poço; sua ocorrência é sempre possível em qualquer instalação de extração de água subterrânea porque a água é quimicamente ativa e tem características de eletrólito. A corrosão de natureza química está relacionada à presença de CO2, O2, H2 S, ácidos orgânicos e sulfatos de ferro na água e resulta na diminuição da espessura do metal, chegando a produzir perfurações; o poço perde resistência, as aberturas dos filtros são alargadas e pode haver passagem de areia. A corrosão de tipo eletroquímico se produz basicamente de duas maneiras: •corrosão seletiva, em que um dos componentes da liga metálíca é removido (ânodo), deixando o outro enfraquecido (cátodo) e, por isso, eventual receptor dos produtos da corrosão; •corrosão bimetálica, produzida pela geração de corrente elétrica no meio do condutor em contato com dois metais diferentes; é o caso de poços em que o material do filtro é diferente do revestimento ou, ainda, em que as uniões e soldas são de metais diferentes. 74 A identificação da corrosão em poços, salvo quando está avançada e o material produzido sai no bombeamento, é difícil de ser feita. Torna-se pois, fundamental o controle através de sucessivas análises químicas no sentido de detectar incrementos nos parâmetros atuantes no processo. Um dos componentes mais vulneráveis à corrosão é o equipamento de bombeamento instalado no poço, devido às condições de trabalho a que está submetido e aos materiais usados em sua fabricação. Os rotores das bombas são geralmente de bronze, estando sujeitos à corrosão seletiva (deszincificação). O fluxo turbulento e os correspondentes incrementos de velocidade da água ao passar pelo reduzido espaço entre a câmara de bombeamento e a bomba favorecem o maior escapamento de gases contidos na água, provocando corrosão mais rápida e severa na bomba e no tubo de descarga, junto com provável cavitação nos rotores. Às vezes, em bombas de motor submersível, utilizam-se arames de cobre para amarrar os cabos elétricos à tubulação de descarga, o que provoca reações eletroquímicas que acarretam forte corrosão no tubo. Desta maneira, deve-se ter em mente que podem ocorrer situações em que o processo de corrosão quase não se manifesta na estrutura metálica do poço, porém, pode atacar severamente a bomba. Neste caso, será necessário retirá-Ia do poço com maior freqüência e inspecioná-Ia. Como foi visto, a investigação das causas dos processos de deterioração em poços é complexa pois, frequentemente, atuam diversos fatores interrelacionados. Uma vez detectado o problema, ao se procurar o método mais adequado de solucioná-Ia e ao se executar os serviços necessários, uma dificuldade objetiva se antepõe: os filtros e demais partes vulneráveis do poço não podem ser submetidos à inspeção visual nem tampouco os reparos efetuados podem ter controle direto, na maioria dos casos. Desta maneira o recondicionamento de poços, quando requer a execução de serviços em sua estrutura interna, está sujeito a riscos. Um planejamento dos trabalhos a serem efetuados, visando garantir sua eficácia e diminuir a margem de risco, deve levar em conta os elementos básicos da história do poço, a saber: •relatório técnico do poço, quando de sua construção (ver modelo apresentado no capítulo II - item 2); •resultados da primeira análise físico-química da água; •sumário do controle de qualidade química da água durante a operação; •sumário do controle anual de operação; •sumário do controle anual de manutenção. São dadas, a seguir, algumas linhas orientadores para o recondicionamento de poços, de acordo com a causa predominante do problema apresentado. Convém lembrar que cada poço tem sua própria história e, portanto, deve ser objeto de um plano específico de trabalho, quando se trata de recondicionamento; por isso as indicações aqui apresentadas têm um certo grau de generalidade, requerendo tratamento mais pormenorizado em cada caso específico. O tipo de obstrução aqui referido é o de natureza mecânica, resultante da colmatação de filtros e deposição de materiais no perímetro do poço (frontalmente aos filtros) ou no fundo do poço. Neste caso, trata-se de proceder à sua estimulação, utilizando métodos semelhantes aos de 2.2 Aplicação de Soluções; Recondicionamento de Poços obstrução 77 c)tratamento com cloro - o tratamento dos poços com cloro é mais efetivo que o dos ácidos para retirar crescimentos bacterianos e depósitos de lamas de ferro. As concentrações de cloro devem ser altas (200 a 500 mg/I de cloro livre). As fontes de cloro podem ser soluções de hipocloritos de cálcio ou sódio, ou cloro líquido. A aplicação efetua-se da mesma forma que com os ácidos em solução: coloca-se uma tubulação de 1" ou 3/4" até o fundo do filtro. No caso de soluções de hipocloritos, verte-se a solução pelo tubo, por meio de um dosificador, vagarosamente. No caso do cloro líquido, acopla-se a tubulação ao cilindro e introduz- se a quantidade de cloro necessária, também vagarosamente. Agita-se a água com pistão ou outro método similar, por 1 hora. Deixa-se o poço em repouso por 2 horas e extraem-se os produtos da desincrustação, com a caçamba ou ar comprimido. d)tratamento com polifosfatos - os polifosfatos ou fosfatos cristalinos, como são chamados comumente, dispersam argilas, lodos, óxidos e hidróxidos de ferro e manganês. Os materiais dispersados podem ser extraídos facilmente com bombeamento. Geralmente são usados junto com soluções de hipocloritos, para obter o efeito de remoção das “bactérias do ferro” e de desinfecção dos poços. A dosificação mais usada é a de 20 kg de pollfosfatos por 500 I de água no poço. A aplicação é similar à dos tratamentos com ácidos e cloro, pistoneando posteriormente por 1 hora, deixando o poço em repouso por 3 horas e bombeando até obter água limpa. e)desincrustação de zonas fraturadas - as fraturas e outras aberturas em poços perfurados em rocha cristalina também estão sujeitas à incrustação. Neste caso a aplicação de ácidos pode produzir bons resultados. A operação é semelhante a dos poços com filtros, requerendo especial atenção na forma de pistoneamento. Quando o tubo de boca atinge profundamente de 3 a 5 metros abaixo do nível d’água, o pistoneamento deve ser vigoroso dentro do tubo; quando, porém, o tubo de boca não estiver à profundidade adequada, dentro da água, torna-se necessário instalar um tubo auxiliar, ancorado e selado à superfície, de modo a permitir o pistoneamento. Uma vez colocada a solução nos trechos correspondentes às zonas fraturadas, pistoneia-se o poço no trecho do tubo em períodos de 20 a 30 minutos, seguidos de descanso de 1 hora, com duração total de 8 horas e, faz-se a remoção do material com caçamba ou compressor. O uso de explosivos pode ser eficaz na desincrustação de fraturas, mas requer condições adequadas do meio (rocha compacta) e pessoal especializado. Como as incrustações penetram nas fraturas a curtas distâncias, podem ser usadas pequenas cargas de dinamite de 50 % a 60 %, dispostas de dois em dois metros frontalmente aos trechos fraturados, com o cuidado de evitar explosões a menos de 20 metros da extremidade inferior do tubo de boca. Uma vez ao ano e sempre que for realizado algum serviço de manutenção do poço e do equipamento de bombeamento, é necessário proceder a limpeza e desinfecção da unidade. Uma limpeza de poço significa: •remover com caçamba ou ar comprimido todo o resíduo acumulado no fundo do poço, restabelecendo a profundidade original; limpeza e desinfecção 78 •pistonear o poço com pistão de válvula, a baixa velocidade (cerca de 30 batidas por minuto), durante 2 ou 3 horas e, verificar os resultados; se não houver acúmulo de resíduos no fundo do poço, passar o pistão por toda a coluna e, mais uma vez limpar; •fazer a limpeza da bomba, do tubo de descarga e dos cabos e eletrodos. Após a execução de qualquer serviço no poço, é fundamental proceder a sua desinfecção com hipoclorito de cálcio ou hipoclorito de sódio. O hipoclorito de cálcio é mais usado por ser mais conveniente; porém, quando o teor de cálcio na água do poço for superior a 300 mg/I deve-se evitar o seu emprego. O hipoclorito é encontrado em solução; praticamente todos os alvejantes comerciais são soluções deste tipo de hipoclorito. As concentrações de cloro, quando se trata de bactérias patogênicas, devem ser de aproximadamente 100 mg/I. Para efetuar a desinfecção recomendam-se os seguintes procedimentos: •calcular o volume de água contido no poço; para tanto, uma maneira prática, embora aproximada, é usar a fórmula em que: V é o volume de água, em metros cúbicos; d é o diâmetro do poço, em polegadas; H é o comprimento da coluna d’água no poço •calcular a quantidade de hipoclorito a ser usado, com o auxílio das tabelas seguintes: 79 •efetuar a desinfecção com o equipamento de bombeamento instalado; •verter a solução de cloro no poço e, após 30 minutos, ligar a bomba, fazendo com que a descarga retome ao poço durante algum tempo; a seguir, testar o teor de cloro na água do poço e, se for inferior à concentração requerida, adicionar mais solução; •deixar a solução no poço por um período de 6 horas; •bombear, então, o poço até que a água saia sem gosto ou odor de cloro e a concentração de cloro residual seja muito baixa. 3. DEFEITOS MAIS COMUNS EM BOMBAS No âmbito do manual, tendo em vista seus objetivos gerais, não é possível tratar em pormenor todo e qualquer defeito que possa ocorrer em equipamento de bombeamento. Cada tipo de bomba tem algumas características peculiares de fabricação, sendo recomendável recorrer aos manuais do fabricante e aos serviços de assistência técnica por eles prestados, sempre que o equipamento apresentar falhas pouco comuns. Os equipamentos mais largamente utilizados no país são, em ordem decrescente: bombas de motor submersível, bombas centrífugas com ou sem ejetor, bombas de motor à superfície (eixo prolongado), compressores e cataventos com ou sem motor. Nos quadros seguintes são fornecidas indicações sobre os defeitos mais comuns em bombas, visando orientar o operador quanto a execução de alguns serviços básicos de manutenção. É importante advertir que algumas das falhas frequentemente apresentados pelos equipamentos decorrem de instalação deficiente. Particularmente no caso das bombas de motor submersível, alguns problemas podem ser minimizados se forem tomados certos cuidados na instalação e operação, como: •instalação de eletrodos de controle de nível d’água; a disposição dos dois eletrodos deve ser tal que, uma vez desligada a bomba, decorra um período mínimo de 8 minutos para o reinício do funcionamento; •regulagem do relé de nível a cada 2 ou 3 meses; •instalação de pára-raios, com o cuidado de que sua ligação seja feita completamente independente do quadro de comando. 82 Os serviços de manutenção de um campo de poços podem ser feitos com maior eficiência e agilidade se forem estruturadas uma ou mais unidades volantes de manutenção, dotadas de pessoal apropriado e dos equipamentos, ferramentas e materiais necessários. Uma unidade volante constitui-se de veículo adaptado, com instalação permanente dos seguintes equipamentos: •tripé metálico ou torre; •talha ou guincho; •morsa sobre bancada; •chaves grifos de vários tamanhos; •tarrachas para tubos; •jogo de chaves de boca; •corta-frio; •cortador de tubos; •jogo de chaves de fenda; •serra manual para metal; •abraçadeira de tubos; •vedantes de conexões; •peças várias de reposição; •máquina de solda e oxiacetileno. Quando os poços em operação distribuem-se por áreas extensas, abrangendo várias localidades, é conveniente estruturar, além do almoxarifado central e de uma oficina eletromecânica, núcleos descentralizados de manutenção, de modo a garantir pronto atendimento aos problemas apresentados nas correspondentes áreas de atuação. Este esquema de apoio logístico já é realizado com eficiência em alguns estados. Cada núcleo de manutenção, responsável por um determinado número de localidades, é auto- suficiente para os serviços de rotina, contando com pequeno almoxarifado e oficina e com uma ou mais equipes ou patrulhas de manutenção que percorrem sistematicamente os poços, sob a coordenação de um profissional experiente; cada patrulha é composta por um eletricista e um mecânico e a unidade volante dispõe de serviço de rádio. 83 Um programa de manutenção preventiva deve incluir os serviços e verificações de rotina e inspeções periódicas nas unidades de bombeamento. As atividades de rotina consistem em fazer a verificação geral do bom funcionamento do sistema em cada turno de bombeamento, em manter sempre limpa a casa de máquinas e cuidar do saneamento da área em torno do poço. Em cada unidade de bombeamento o encarregado de manutenção cuidará de: •manter perfeita limpeza nas proximidades do poço, evitando jogar lixo, restos de óleo, estopas usadas e tudo o que possa resultar em foco de contaminação; •evitar a qualquer custo que óleo, detritos ou objetos caiam dentro do poço; •manter a limpeza e boa aparência da casa de máquinas, da bomba e motor e do quadro de comando; •inspecionar as tubulações e conexões, evitando qualquer tipo de água; •observar o aquecimento do motor pelo toque manual ou pela leitura dos instrumentos no quadro de comando (corrente alta); •verificar as peças de proteção do sistema no quadro (fusíveis, relés); no caso de bomba submersa, manter o relé de nível sempre limpo e isento de umidade; •escutar possíveis ruídos ou vibrações anormais da bomba dentro do poço, especialmente no momento da partida; •verificar, no quadro de comando, a tensão e a corrente de trabalho e, no manômetro, a pressão hidráulica do sistema; •observar se a água bombeada contém areia ou torna-se turva; •não esquecer de anotar na ficha diária toda e qualquer anormalidade observada. As inspeções periódicas e gerais nas unidades de bombeamento devem ter programação compatível com a intensidade de operação e o tipo de equipamento instalado. Não se pode recomendar, evidentemente, os mesmos períodos de inspeção tanto para equipamentos que trabalham poucas horas por dia como para os que trabalham de 20 a 24 horas diárias. Na Tabela, nº 11 - Instruções gerais para inspeção de conjuntos de bombeamento, sugere-se um roteiro geral de manutenção preventiva que poderá ser adaptado às peculiaridades de cada sistema. O controle diário de manutenção deve ser entendido como a observação das condições de funcionamento do sistema poço-bomba, não se limitando, portanto, à simples inspeção do conjunto de bombeamento. Para efetuar este controle sugere-se por conveniência e maior fidelidade no registro das medidas, leituras e observações, manter duas fichas distintas e complementares, que são: •ficha de controle diário de operação •ficha de controle diário de manutenção A ficha de controle diário de operação, apresentada e descrita no capítulo III - item 2, destina-se principamente ao registro dos dados hidráulicos do poço, ou seja, as medidas de níveis d’água, vazão e volume total produzido. A ficha de controle diário de manutenção é destinada ao registro das condições de funcionamento do sistema, das ocorrências observadas e dos serviços efetuados. 4.3 Processamento e Controle de Dados 4.2 Inspeções controle diário 84 A ficha-modelo sugerida para manutenção (Formulários no 8, no 9 e no 10 - Registros diários de manutenção: bomba com motor diesel, bomba de motor elétrico e motor/compressor) inclui elementos de identificação do poço, características do conjunto de bombeamento instalado, quadro para anotação de leituras e ocorrências e espaço para registro dos serviços ou reparos executados. A mesma ficha é apresentada em três variantes, de acordo com o equipamento instalado, a saber: •poço com equipamento motor-compressor; •poço com bomba de motor elétrico; •poço com bomba de motor de combustão interna. O controle mensal de manutenção deve ser feito por um supervisor capacitado que fará inspeções em cada unidade de bombeamento e, a partir das informações do registro diário, fará uma síntese do desempenho do sistema. A ficha-modelo sugerida para o processamento mensal dos dados de manutenção (Formulário no 11 - Controle mensal de manutenção) inclui: elementos de identificação da unidade de bombeamento; totais mensais referentes a números de dias de funcionamento, número de horas de operação, volume de água extraído, energia consumida e vazão média; diagrama para acompanhamento gráfico dos dados mensais referentes a consumo de energia e volume de água controle mensal registro diário de manutenção - bomba de motor elétrico 1 mentificação Temo municipio focal prepriatário Pr penhorados im [6% Irei asuiieo rastreia 2 caractaristicas do comjunto matar bomba Bomba marca tp sa f [e raise frei [poe ih E racaiqa ines) pri ipa ca a ada fracas mador marca modulo n. pairimnio princi +24] Bones [9] fere do partida JA o wabalo TA jeoiocidado jepm) [ipa depara roca a cada jmeses) inesaiação mesponsivol frinia am toa (rj alo frei IND im pro mo profundidade do crivo Im VD titulação da fgua [men] em fmj 3. controie de manutenção cemmumo c energia Death Tera Tra micial fal hora sa tune. 4 cocorméncias a serviços executados ("| emeumo = a ” 2 = = E = E “ esmmumo che energia (ir Tola trico Tolra fal mea po da senrrência cu mania re peereei [anotar foda & qualquer anoemalidado otescvada tando no corusto molar bomba coma mo luncionamendo da poço ancamagado uparaaor ata 87  registro diário de manutenção - motor! compressor 1. identificação "poço mereço focal proprintica aro produradidade Im Bimmi [prof comido 2. cseaciecistoss do conjunto rotor! compressor Eompranane marca imociado. mo n psirmênia prassão da arranque (A) [preso inato Ay rotação frpesj ar fatos [rrimp LET sentar marca modais ima E paris postinca (CU) [reto esmas de prartidia (A) da tradsaidho (Ay idea [rpm Epa grana rca da caca jmesaa) mralalação data rasporráderal tuts da digam E mm prol jeey iartarial, tubo da ar 8 (mm) pro qrej rratarial [razão iuris ND im] lara do tata 3. conímio do | e pd a “corria motivo [| 1 2 3 4 5 + = 7 = 8 E a = 19 a " = 12 = AE] = “e EM 15 ms 18 (pameotar lenda dm pesqui sesasermaliciandos cdresarvnia Lens res exsnpanhes restar! berma exsenia nas fanncicarearmnto des poço 4. Beeviços esenscutados a ipa da saeviças cu separa par raS anciregado uparvisor data  més/ ano controle mensal de manutenção 1. ientificação mpmço prerro ne Empnistário [Pr fprobaniddo fm) (mm) iidioro captado: etpatdamarrio ireiiadado po ponbeciã do motos (CV) [pt det tm Rubulaçãã du água Pr (e 2 volume axtrakão, tempo de funcionamento o consumo de energia Todos mo Ty praveniha [ES jememênca ê «4. observações e recomendações 94 Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto Departamento de Geologia e Mineralogia Ribeirão Preto - São Paulo Osmar Sinelli, Adônis de Souza Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais - CETEC Belo Horizonte - Minas Gerais Adelbani Braz da Silva, Waldemir Barbosa da Cruz, Fernando Gomes Jardim, Carlos Alberto de Mello Peixoto Fundação Serviços de Saúde Pública - FSESP Belo Horizonte - Minas Gerais Fábio Máximo Lenzoni Instituto Geológico São Paulo - São Paulo Sérgio Mezzalira 95 BIBLIOGRAFIA 1. AMEZCUA GARCIA, J. Operación y mantenimiento. 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