Análise da viabilidade da medição de níveis piezométricos por meio da técnica de borbulhamento

Abstract

A instrumentação de barragens é de fundamental importancia para o monitoramento do comportamento dessas estruturas. Por meio da instrumentação pode-se, por exemplo, verificar se a barragem está se comportando conforme planejada e ainda observar antecipadamente mudanc¸as que possam comprometer a sua integridade. Um dos instrumentos mais importantes utilizado nesse contexto corresponde ao piezometro. Esse instrumento consiste basicamente em um conjunto formado por um elemento poroso denominado bulbo e um tubo de comprimento variável e diametro de 19,05 mm (3/4"). Assim, para a leitura da subpressão atuante na fundação da barragem deve-se medir o nivel d´agua contido no interior do piezometro, sendo que, atualmente, em muitos casos essa leitura é realizada manualmente, apresentando desvantagens como insalubridade associada aos procedimentos de leitura e susceptibilidade a ocorrencia de erros nas medições. Nesse contexto, buscase desenvolver um instrumento portatil que efetue as medições de nível piezometrico de modo confiavel e que melhore as condições de trabalho dos operadores. Este trabalho teve o objetivo de, a partir da analise previa de diversos princípios de medição de nível, avaliar, principalmente do ponto de vista metrologico, a aplicabilidade do princípio de mediçao de nível por borbulhamento para a mediçãao de niveis piezometricos. De acordo com as avaliações realizadas neste trabalho, tanto a incerteza de medição estimada teoricamente quanto a incerteza de medição determinada experimentalmente foram inferiores `a incerteza de medição considerada aceitavel para a aplicação (20 mm). Concluiu-se então que o principio de medição de nivel por borbulhamento representa uma alternativa viavel para a medição de niveis piezoetricos.

Dam's instrumentation plays an important rule for monitoring the behavior of these structures. Through the analysis of the data generated by the instrumentation it's possible to verify, for example, if the dam is behaving as planned and also observe changes which can damage its integrity beforehand. In this context, one of the most important instrument used is the piezometer. This instrument is basically composed by a porous element called bulb and by a tube of variable length and diameter of 19,05 mm (3/4"). In order to read out the subpressure value in the foundation of the structure the water level contained within the tube is measured. However, in many cases, this process is done manually and has associated disadvantages such as insalubrity for the operators and susceptibility to measurement errors. In this context, is sought the development of a portable instrument which performs reliable measurements of water level in iezometers and improve the working conditions of the operators. From a previous analysis of several level measurement principles, this work was aimed to evaluate, mainly in the metrological point of view, the applicability of bubbling level measurement principle for measuring piezometric levels. According to assessments conducted in this work, both the measurement uncertainties, the theoretically estimated and the experimentally determined were lower than the measurement uncertainty acceptable for the application (20 mm). It was concluded that the bubbling level measurement principle represents a viable alternative for measuring piezometric levels.