Uma adutora rompe pela terceira vez em poucos meses. A equipe substitui a tubulação, verifica a pressão de operação e consulta o histórico do Centro de Controle Operacional. Tudo aparentemente normal.
Mas existe uma possibilidade que muitas companhias ainda não investigam adequadamente: a pressão pode ter ultrapassado os limites de segurança durante frações de segundo, sem deixar registros no supervisório.
Esse é um dos desafios do monitoramento dos transientes hidráulicos, fenômenos que incluem os conhecidos golpes de aríete.
Com sensores capazes de registrar dezenas, centenas ou até milhares de medições por segundo, concessionárias começam a enxergar eventos que os sistemas convencionais não conseguem representar.
A tecnologia permite investigar a origem dessas oscilações e identificar quais trechos da infraestrutura estão submetidos a esforços hidráulicos recorrentes.
O PROBLEMA: SUA REDE PODE ESTAR SOFRENDO SEM QUE VOCÊ SAIBA
O golpe de aríete ocorre quando uma mudança rápida na velocidade do escoamento provoca uma onda de pressão que se propaga pela tubulação.
Entre suas causas estão paradas repentinas de conjuntos motobomba, fechamento rápido de válvulas, funcionamento inadequado de válvulas de retenção e mudanças bruscas de consumo.
A presença de ar e os fenômenos de separação e reunião da coluna líquida podem tornar os transientes ainda mais perigosos.
O resultado pode ser uma sequência de sobrepressões, depressões e reflexões de ondas ao longo da rede.
Esses esforços podem contribuir para:
- Rompimentos em adutoras e redes de distribuição.
- Danos em juntas, conexões, válvulas e equipamentos.
- Fadiga de materiais submetidos a oscilações repetitivas.
- Aumento de vazamentos e perdas reais de água.
- Pressões muito baixas ou negativas, com potencial risco sanitário quando existem caminhos para entrada de contaminantes.
O problema não está apenas na intensidade de um evento isolado. Oscilações frequentes também podem comprometer a vida útil de componentes vulneráveis.
POR QUE O SUPERVISÓRIO CONVENCIONAL NÃO DETECTA?
Imagine um sistema que registra uma leitura de pressão a cada 60 segundos.
Durante esse intervalo, ocorre uma oscilação de grande intensidade que dura apenas 200 milissegundos.
Quando chega o momento da próxima leitura, a pressão já voltou à condição anterior.
O evento pode simplesmente desaparecer do histórico.
Mesmo quando um equipamento coleta dados internamente em intervalos menores, o sistema supervisório pode transmitir ou armazenar somente médias, ocultando os extremos.
É importante distinguir três coisas: a velocidade com que o sensor mede, a frequência com que o equipamento registra informações e o intervalo de atualização apresentado ao operador.
Um sistema pode oferecer informações em tempo real e, ainda assim, não registrar adequadamente os transientes mais rápidos.
O gráfico de pressão aparentemente estável não comprova a ausência de golpe de aríete.
A TECNOLOGIA: SENSORES QUE ENXERGAM O QUE ANTES ERA INVISÍVEL
Os registradores de pressão de alta frequência utilizam transdutores e sistemas de aquisição capazes de capturar variações hidráulicas em intervalos muito curtos.
Enquanto um monitor convencional pode armazenar uma leitura por minuto, tecnologias específicas trabalham com frequências como:
25 Hz: uma medição a cada 40 milissegundos.
128 Hz: uma medição aproximadamente a cada 7,8 milissegundos.
200 Hz: uma medição a cada 5 milissegundos.
1.000 Hz: uma medição a cada milissegundo.
Esses valores representam capacidades de aquisição, não uma classificação universal de qualidade. A frequência necessária depende das características hidráulicas e da duração dos eventos que se pretende observar.
Equipamentos comerciais como o PIPEMINDER, da Syrinix/Badger Meter, e o InflowSense, da Inflowmatix/SUEZ, utilizam aquisição de até 128 amostras por segundo em aplicações de monitoramento de redes.
O AQUALOG DIANA, da Pietro Fiorentini, anuncia aquisição de até 200 Hz para detecção de golpes de aríete.
Além do registro da pressão, plataformas especializadas conseguem identificar padrões recorrentes, emitir alertas e relacionar oscilações a eventos operacionais.
Para aplicações que envolvem ondas extremamente rápidas, frequências ainda maiores podem ser necessárias.
A escolha deve considerar também a resposta dinâmica do transdutor, a precisão do relógio, a forma de instalação e a capacidade de preservar os dados brutos.
UM EXEMPLO: UMA MUDANÇA PEQUENA DE VELOCIDADE PODE GERAR GRANDE SOBREPRESSÃO
A equação clássica de Joukowsky relaciona a variação de pressão à mudança de velocidade do escoamento:
ΔH = (a × ΔV) / g
Nessa expressão, ΔH representa a variação de carga de pressão, a corresponde à velocidade de propagação da onda, ΔV à variação de velocidade da água e g à aceleração da gravidade.
Considere um exemplo hipotético com velocidade de propagação de 800 m/s e mudança de velocidade de 0,5 m/s.
O resultado seria uma variação teórica de aproximadamente 40,8 metros de coluna d’água, equivalente a cerca de 4 bar.
Isso não significa que qualquer alteração de 0,5 m/s produzirá necessariamente essa pressão. O resultado depende da rapidez da manobra, da tubulação e das condições de contorno.
Mas o exemplo demonstra como alterações aparentemente pequenas podem gerar esforços relevantes em situações de mudança suficientemente rápida do escoamento.
ONDE INSTALAR OS SENSORES? SEIS REGIÕES QUE MERECEM PRIORIDADE
A instalação indiscriminada de sensores não é a melhor estratégia.
Um estudo publicado em 2022 no Journal of Water Resources Planning and Management demonstrou que a distribuição espacial dos instrumentos influencia diretamente a capacidade de detectar e localizar a origem dos transientes.
A seleção deve combinar análise hidráulica, histórico operacional e criticidade dos ativos.
1. Saídas de estações elevatórias e boosters
São locais prioritários porque partidas, paradas, falhas elétricas e mudanças de rotação das bombas podem provocar alterações rápidas no escoamento.
A instrumentação próxima à descarga permite relacionar oscilações com o funcionamento dos conjuntos motobomba e das válvulas de retenção.
Em determinados sistemas, o ideal é medir em mais de um ponto, para distinguir o evento gerado na estação de suas consequências ao longo da linha.
2. Pontos altos de adutoras e locais com ventosas
Mudanças de perfil, acúmulo de ar e determinadas condições de enchimento e esvaziamento podem gerar situações hidráulicas críticas.
Nesses locais, é particularmente importante acompanhar as pressões mínimas, além das máximas.
Uma ventosa instalada não significa, por si só, que o sistema está protegido contra todos os tipos de transientes.
3. Pontos baixos e trechos sujeitos a sobrepressões
Dependendo do perfil da linha e da propagação das ondas, determinadas regiões podem apresentar sobrepressões relevantes.
A localização precisa desses pontos deve ser confirmada por simulação de transientes e medições de campo, não apenas pela topografia.
4. Válvulas redutoras de pressão e válvulas de controle
Oscilações no funcionamento de válvulas, alterações bruscas de regulagem e mudanças de demanda podem produzir instabilidades.
Medir antes e depois de uma válvula pode ajudar a identificar se ela está contribuindo para o problema ou simplesmente recebendo uma onda gerada em outro ponto.
5. Extremidades, derivações e transições da rede
Mudanças de diâmetro, material, rigidez e configuração da tubulação alteram a propagação e a reflexão das ondas.
Trechos terminais, derivações e conexões com grandes consumidores devem ser avaliados conforme o modelo hidráulico.
6. Regiões com histórico de rompimentos recorrentes
Esse pode ser o critério inicial mais útil para a gestão de ativos.
Quando um trecho apresenta rompimentos frequentes sem uma causa claramente identificada, o monitoramento de alta frequência pode revelar oscilações associadas a operações realizadas em locais distantes.
A proximidade física entre o sensor e o rompimento não garante que a origem do transiente esteja naquele local.
EXPERIÊNCIA BRASILEIRA: TRANSIENTE DE QUASE 70 MCA EM REDE DA SABESP
Um caso histórico apresentado pela fornecedora LWS Saneamento relata o emprego de dataloggers Multilog 2 em ativos da Sabesp Leste, em São Paulo.
Segundo o registro divulgado pela empresa, um equipamento com memória dedicada a eventos, operando a 25 Hz, identificou uma variação instantânea próxima de 70 metros de coluna d’água.
O relato associa o episódio à provável parada de um booster, sem apresentar confirmação definitiva da causa.
Trata-se de um exemplo divulgado pelo fornecedor, e não de uma avaliação independente publicada pela Sabesp.
Ainda assim, o caso ilustra uma questão importante: eventos hidráulicos relevantes podem não aparecer adequadamente nos históricos convencionais de pressão.
A experiência brasileira também avança na pesquisa científica.
Em trabalho apresentado no XXVI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, em 2025, pesquisadores da UFMG utilizaram medições a cada 0,01 segundo, equivalentes a 100 Hz, para estudar como vazamentos alteram sinais transitórios.
Os experimentos mostraram mudanças na energia e nas reflexões das ondas de pressão, indicando possibilidades para diagnóstico de vazamentos.
Outro estudo, desenvolvido em bancada na Universidade Federal de Santa Maria, investigou sensores industriais e de menor custo com aquisição a cada 5 milissegundos.
Esses trabalhos demonstram potencial tecnológico, embora os resultados experimentais não devam ser confundidos com uma implantação comercial em larga escala.
BENCHMARKING INTERNACIONAL: NA BÉLGICA, A ORIGEM NÃO ESTAVA ONDE PARECIA
A experiência da De Watergroep, concessionária de abastecimento da Bélgica, oferece um exemplo de aplicação operacional.
Em parceria com a Inflowmatix/SUEZ, a empresa realizou um estudo de cinco meses envolvendo oito Distritos de Medição e Controle, que abrangiam aproximadamente 624 quilômetros de tubulações.
Foram instalados 45 equipamentos de monitoramento em locais estratégicos.
Com aquisição de 128 amostras por segundo, o sistema identificou eventos recorrentes envolvendo quedas rápidas de pressão de 20 a 30 mca e transientes que alcançaram magnitude de até 130 mca.
O comportamento inicialmente parecia relacionado a um viveiro de plantas.
Entretanto, a análise de localização apontou para uma região situada a aproximadamente 20 metros de outro consumidor industrial, posteriormente identificado como a fonte do evento.
A concessionária passou a dispor de informações para direcionar medidas corretivas.
A principal lição não está apenas na capacidade de medir oscilações, mas na possibilidade de localizar sua origem e evitar intervenções no lugar errado.
Em pesquisa publicada em 2025 no Journal of Hydroinformatics, outro método de localização foi validado em uma rede operacional, alcançando erro médio de aproximadamente 45 metros no caso estudado.
Os pesquisadores observaram que a metodologia manteve resultados consistentes utilizando cinco sensores naquela configuração específica. Isso não significa que cinco equipamentos sejam suficientes para qualquer rede.
COMO IMPLANTAR UM PROGRAMA PILOTO NA SUA COMPANHIA
Uma concessionária não precisa instrumentar imediatamente toda a rede.
A implantação pode começar com um setor ou adutora que apresente histórico relevante de problemas.
Etapa 1 — Selecionar a área crítica
Cruzar o cadastro técnico com rompimentos dos últimos anos, características da tubulação, reclamações operacionais, falhas de bombeamento e consequências de eventuais interrupções.
Etapa 2 — Simular os transientes
Utilizar software apropriado para simular paradas de bombas, fechamento de válvulas, falhas elétricas e outras manobras críticas.
A análise deve identificar possíveis pressões máximas, mínimas e locais de reflexão.
Etapa 3 — Definir os pontos de medição
Selecionar locais que permitam observar os eventos e, quando necessário, comparar o instante de chegada das ondas em diferentes sensores.
Um piloto pode começar com poucos equipamentos, mas o número e as posições devem decorrer da análise de cobertura hidráulica.
Etapa 4 — Monitorar operações reais
Registrar eventos durante períodos representativos de operação normal, incluindo partidas e paradas de bombas, variações de consumo e manobras de controle.
Os dados devem ser sincronizados com o supervisório e com os registros das equipes operacionais.
Etapa 5 — Transformar dados em ações
Identificar os eventos recorrentes, investigar sua origem, executar correções e comparar os resultados antes e depois das intervenções.
Entre as soluções possíveis estão ajustes nas rotinas de bombeamento, revisão de válvulas de retenção, otimização de manobras e avaliação de dispositivos de proteção contra transientes.
Qualquer alteração operacional deve ser validada por estudo hidráulico adequado.
O QUE EXIGIR DOS EQUIPAMENTOS ANTES DE COMPRAR
A frequência de aquisição é importante, mas não pode ser o único critério de contratação.
O equipamento deve possuir faixa de medição compatível com as pressões extremas previstas, resposta dinâmica adequada, precisão documentada e capacidade de registrar eventos rápidos sem distorções relevantes.
Também é necessário avaliar sincronização dos relógios, autonomia, armazenamento local, telemetria e exportação dos dados brutos.
O sistema deve permitir a visualização de máximos, mínimos, variação de pressão ao longo do tempo e identificação de eventos recorrentes.
Na instalação, conexões muito longas ou inadequadas entre a tubulação e o transdutor podem alterar a resposta medida.
Por isso, a montagem também deve ser especificada tecnicamente.
Não basta contratar um sensor que anuncia 200 Hz se o conjunto instalado não consegue reproduzir adequadamente as oscilações que se pretende investigar.
O IMPACTO OPERACIONAL E FINANCEIRO
Para as companhias de saneamento, o monitoramento de transientes pode representar uma mudança na forma de gerir a infraestrutura.
Em vez de agir apenas após o rompimento, a equipe passa a investigar condições que podem estar contribuindo para a ocorrência das falhas.
Os benefícios potenciais incluem redução de manutenções corretivas, menor exposição a interrupções de abastecimento, diminuição de perdas físicas, melhor desempenho de equipamentos e decisões mais fundamentadas sobre substituição de tubulações.
O retorno financeiro deve ser calculado individualmente.
Uma metodologia possível é comparar os custos de implantação e operação dos sensores com a evolução dos gastos de reparo, volume de água perdido, energia, serviços emergenciais e ocorrências de rompimento.
É essencial separar resultados efetivamente medidos de economias projetadas.
Indicadores como rompimentos por quilômetro, amplitude e frequência de transientes, episódios de pressão negativa e custo de manutenção ajudam a acompanhar a efetividade das medidas.
A PRÓXIMA FRONTEIRA: DA PRESSÃO À INTELIGÊNCIA PREDITIVA
O avanço não está limitado à instrumentação.
A combinação de sensores de alta frequência, modelos hidráulicos e algoritmos de reconhecimento de padrões permite identificar assinaturas recorrentes de eventos.
Uma oscilação pode coincidir com a partida de um conjunto motobomba. Outra pode aparecer repetidamente durante determinada operação industrial. Uma terceira pode indicar funcionamento inadequado de uma válvula.
Ao reunir essas informações, a concessionária pode construir um histórico de exposição dos ativos a esforços hidráulicos.
Esse processo não significa prever com precisão a data de rompimento de uma tubulação.
Significa identificar condições de risco que antes eram pouco observáveis e direcionar ações preventivas.
CONCLUSÃO: O PROBLEMA PODE NÃO SER A TUBULAÇÃO
Uma rede com rompimentos recorrentes não apresenta necessariamente apenas um problema de material, idade ou pressão estática.
Ela pode estar submetida a transientes hidráulicos que não aparecem nos registros convencionais.
A literatura técnica, os estudos brasileiros e as experiências internacionais mostram que o monitoramento em alta frequência oferece novas possibilidades de diagnóstico.
Mas a tecnologia somente produz valor quando acompanhada de seleção criteriosa dos pontos de medição, modelagem, investigação das causas e medidas corretivas.
A pergunta que as companhias precisam fazer não é apenas qual pressão suas redes suportam, mas quais pressões elas realmente enfrentam durante a operação.
A diferença entre essas duas informações pode explicar rompimentos que, até hoje, parecem não ter causa.
FONTES E REFERÊNCIAS
1. Sanepar — Diretrizes para Elaboração de Estudo de Transiente Hidráulico. Manual de Projetos de Saneamento, módulo 9.11.
2. SUEZ/Inflowmatix — Estudo de monitoramento de transientes na De Watergroep, Bélgica.
3. LWS Saneamento — Registro histórico de transientes hidráulicos na Sabesp Leste. Relato do fornecedor.
4. Zecchin et al. (2022) — Optimal Pipe Network Sensor Layout Design for Hydraulic Transient Event Detection and Localization. Journal of Water Resources Planning and Management.
5. Sant’Anna et al. (2024) — Analysis of the impact of leaks and valve maneuvers on pressure transient data in water distribution networks. Revista Brasileira de Recursos Hídricos.
6. ABRHidro (2025) — Análise experimental de transitórios hidráulicos para detecção de vazamentos em tubulações.
7. ABRHidro (2025) — Análise comparativa de sistema IoT para detecção do golpe de aríete em projetos hidrossanitários.
8. Jara-Arriagada e Stoianov (2025) — Field validation of a pressure transient source localization method in a water distribution network. Journal of Hydroinformatics.
9. SUEZ — High-Frequency Pressure Intelligence. Características de monitoramento InflowSense.
10. Pietro Fiorentini — AQUALOG DIANA. Especificações técnicas do registrador de transientes de pressão.
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