Um medidor de gás inteligente é um medidor de gás que registra o consumo eletronicamente e envia as leituras sozinho, geralmente por rádio, em vez de esperar que alguém leia o mostrador. Ele continua fazendo o mesmo trabalho básico do medidor de qualquer casa de caldeiras, medindo quanto gás passa por ele, mas acrescenta um relógio, memória e um módulo de comunicação, para que os dados cheguem à distribuidora ou ao proprietário do prédio a cada hora ou a cada dia.

Para uma distribuidora, isso significa dispensar as visitas de leituristas e emitir menos contas estimadas. Para uma empresa com dezenas de prédios aquecidos, significa ver o consumo de gás dia a dia, que é quando problemas como uma caldeira funcionando o fim de semana inteiro ficam visíveis. Levar essas leituras do medidor até o software exige mais planejamento do que com a maioria dos sensores, porque os medidores de gás vêm com restrições que outros dispositivos não têm.

O essencial

  • Um medidor de gás inteligente mede o volume como um medidor convencional e depois armazena e transmite esse valor eletronicamente.
  • Ele funciona com bateria por muitos anos, porque normalmente não há energia elétrica disponível no ponto do medidor de gás.
  • As leituras trafegam por redes de rádio de baixo consumo, como wireless M-Bus, LoRaWAN ou mioty.
  • Medidores mais antigos muitas vezes podem se tornar "inteligentes" com um leitor de pulsos de retrofit, sem precisar trocar o medidor inteiro.

Como funciona um medidor de gás inteligente?

Todo medidor de gás tem duas partes: o elemento de medição e o totalizador que faz a contagem. Em um medidor inteligente, o totalizador é eletrônico e conectado.

O elemento de medição tem três tipos principais:

O medidor de diafragma é o modelo clássico para residências e pequenos comércios. O gás enche e esvazia câmaras flexíveis, e cada ciclo move um mecanismo que avança o contador. Os medidores de diafragma são robustos e baratos, e continuam muito comuns em residências e pequenas empresas na Europa.

Os medidores ultrassônicos não têm peças móveis. Eles enviam pulsos sonoros pelo gás a favor e contra o fluxo e calculam a velocidade do fluxo a partir da diferença no tempo de percurso. Isso os torna compactos e estáveis ao longo do tempo, e é por isso que muitos projetos mais recentes de medidores inteligentes os utilizam.

Os medidores térmicos de massa aquecem um pequeno elemento e medem quanto calor o gás que passa leva embora, então medem a vazão mássica em vez do volume.

A eletrônica, então, faz algumas coisas que um contador mecânico não consegue. Ela registra o consumo com data e hora, para que o medidor saiba quanto gás passou em cada hora. Muitos modelos corrigem o volume medido pela temperatura do gás, porque a mesma quantidade de gás ocupa mais espaço quando está quente. Ela registra eventos como tentativas de violação, fluxo reverso ou um ímã encostado no medidor. E entrega tudo isso a um módulo de rádio que transmite em horários programados.

A energia é a grande restrição. Os medidores de gás ficam em lugares onde passar um cabo de energia é impraticável e onde os equipamentos elétricos precisam cumprir regras rígidas de segurança para atmosferas potencialmente explosivas. Por isso, quase todo medidor de gás inteligente funciona a bateria, e cada decisão de projeto, da frequência de transmissão ao rádio utilizado, é moldada pela necessidade de funcionar com uma só bateria durante a maior parte da vida útil do medidor.

É nesses valores por hora que o proprietário de um prédio costuma encontrar a justificativa econômica. O consumo de gás de um sistema de aquecimento deveria acompanhar duas coisas: a temperatura externa e as horas em que o prédio está em uso. Pense em um escritório de exemplo que queima 40 metros cúbicos em um dia útil frio e 35 em um domingo com a mesma temperatura. A conta anual nunca mostraria isso, mas o perfil diário mostra: o prédio está sendo aquecido quase com a mesma intensidade vazio e cheio, o que geralmente indica uma programação de aquecimento que nunca foi configurada ou que foi sobrescrita.

Medidor de gás inteligente vs medidor de gás convencional

O princípio de medição pode ser idêntico. O que muda é com que frequência você sabe o que o medidor marca e o que mais ele consegue informar.

Medidor de gás convencional Medidor de gás inteligente
Como é lido Alguém lê o mostrador no local O medidor transmite as leituras automaticamente
Dados típicos Uma leitura por ano ou por período de faturamento Valores por hora ou por dia, mais uma leitura acumulada
Eventos Nenhum registrado Sinalizações de violação, vazamento ou erro, conforme o modelo
Energia Não precisa (mecânico) Bateria de longa duração
Corte do fornecimento Só por válvula manual Alguns modelos têm válvula integrada
Opção de retrofit Leitor de pulsos ou leitor óptico no mostrador Não é necessário

Essa linha do retrofit é importante para proprietários de prédios. Muitos medidores de diafragma são "preparados para pulsos": um pequeno ímã fica no tambor de giro mais rápido do contador, e um sensor com reed switch montado do lado de fora do medidor registra cada volta. O valor por pulso vem impresso no mostrador, geralmente 0,01 metro cúbico em medidores de porte residencial. Um transmissor a bateria conta esses pulsos e transforma um medidor convencional em um medidor com leitura remota, sem mexer na tubulação de gás.

Em boa parte da Europa, as contas de gás são calculadas em quilowatts-hora, não em metros cúbicos, então o volume precisa ser convertido. Pense em um medidor de exemplo que registra 1.200 metros cúbicos em um ano. O fornecedor aplica um fator de correção para a temperatura e a pressão locais (digamos 0,95) e o poder calorífico do gás (digamos 11,2 kWh por metro cúbico): 1.200 × 0,95 × 11,2 dá cerca de 12.770 kWh. A sua própria conta mostra os fatores reais, que variam por região e por mês.

Como funciona a leitura remota do medidor de gás inteligente?

A leitura de um medidor de gás inteligente segue um único caminho: medidor, rádio, receptor, software.

  1. O medidor ou o módulo de retrofit transmite. Cada mensagem é pequena, normalmente a leitura atual mais alguns bits de status, e é enviada em um intervalo fixo ou quando ocorre um evento.
  2. Um receptor capta a mensagem. Dependendo do rádio, é um concentrador wireless M-Bus no prédio, um gateway LoRaWAN no telhado, uma estação base mioty ou uma torre de celular, se o medidor usar a rede de uma operadora.
  3. Um servidor de rede verifica e encaminha a mensagem. Ele elimina duplicatas quando vários receptores ouvem a mesma mensagem, descriptografa os dados se o medidor os criptografar e os repassa adiante.
  4. O software decodifica e armazena os dados. Os bytes brutos viram valores legíveis, como metros cúbicos e o status da bateria, e vão para um banco de dados onde podem ser exibidos em gráficos, comparados e usados para alertas.

A criptografia é a etapa que as pessoas costumam esquecer no planejamento. Muitos medidores inteligentes atuais criptografam cada mensagem com uma chave definida na fábrica, e quem recebe os dados precisa dessa chave para lê-los. As chaves geralmente vêm em um arquivo junto com a entrega dos medidores, uma por número de série. Se você vai comprar medidores ou módulos de retrofit, peça o arquivo de chaves logo de cara e guarde-o em um lugar com acesso controlado, porque sem ele ninguém consegue decodificar as leituras, nem mesmo você.

O rádio que você vai usar depende do medidor. O wireless M-Bus tem uma longa tradição na medição de consumo europeia, e muitos medidores de gás já saem de fábrica com ele. O LoRaWAN e o mioty são redes de longa distância e baixo consumo (LPWAN) que chegam mais longe com menos receptores. O mioty, padronizado pelo ETSI como TS 103 357, divide cada mensagem em muitas rajadas curtas de rádio e consegue reconstruí-la mesmo quando até metade dessas rajadas se perde, segundo os desenvolvedores do protocolo. Isso ajuda com medidores em subsolos e shafts, que é onde os medidores de gás costumam ficar.

Quando os bytes chegam, alguém precisa transformá-los em metros cúbicos e decidir o que é fora do normal. No Kilo, você decodifica o payload de um medidor mioty com um Blueprint escrito para aquele modelo de medidor e depois define uma regra sobre a leitura decodificada, por exemplo disparar um alarme quando o consumo de fim de semana de um escritório passar de um limite que você escolher. Para receber mioty, você pode adicionar a conexão mioty integrada ao Kilo Cloud e conectar suas estações base sem nenhuma infraestrutura de rede para operar, ou hospedar o Kilo mioty Service Center open-source nos seus próprios servidores.

Fornecedores de medidor de gás inteligente para empresas

"Fornecedor" significa coisas diferentes dependendo de quem você é, e convém separar os papéis antes de pedir orçamentos.

Os fabricantes de medidores produzem os medidores e seus módulos de comunicação. Normalmente vendem para distribuidoras e operadores de medição, e não diretamente para proprietários de prédios.

Os operadores de medição e as distribuidoras são donos do medidor de faturamento e cuidam da manutenção dele em muitos mercados europeus. Na Alemanha, por exemplo, o operador do ponto de medição é um papel definido, e o proprietário de um prédio não pode simplesmente trocar o medidor de gás de faturamento por conta própria. Se você tem um portfólio de imóveis, a primeira pergunta é se você tem o direito de trocar o medidor que quer ler.

Os fornecedores de retrofit e de sensores vendem leitores de pulsos, leitores ópticos e módulos de rádio que se acoplam a um medidor existente sem substituí-lo. Esse é o caminho usual quando o medidor de faturamento pertence a terceiros, mas você ainda quer ter seus próprios dados de consumo.

Os provedores de rede e de plataforma cuidam do caminho depois do medidor: os gateways ou estações base, o servidor de rede e o software onde os dados são armazenados e usados. Algumas empresas oferecem tudo isso como um único serviço; outras deixam você escolher cada parte.

Ao comparar fornecedores de medidores de gás inteligentes, estas perguntas costumam separar as ofertas rapidamente:

  • Qual rádio o medidor ou o módulo usa, e você consegue recebê-lo com seus próprios gateways ou só pela rede do fornecedor?
  • Os dados são criptografados, e você vai receber as chaves para descriptografar suas próprias leituras?
  • Com que frequência o medidor envia dados, e como isso afeta a duração da bateria?
  • O que acontece com os seus dados se você trocar de software ou de fornecedor mais tarde?
  • Quem troca a bateria ou o módulo no fim da vida útil, e quanto custa essa visita?

Perguntas frequentes sobre medidor de gás inteligente

Quanto tempo dura a bateria de um medidor de gás inteligente?

Os fabricantes costumam indicar algo entre 10 e 15 anos, e alguns modelos usam uma bateria separada para o rádio, que dura menos do que a da medição. Enviar dados com mais frequência reduz essa duração, então um medidor configurado para transmitir a cada 15 minutos não vai atingir a mesma vida útil que um que envia uma vez por dia.

Um medidor de gás inteligente pode cortar o gás?

Alguns podem. Modelos com válvula integrada conseguem fechá-la por comando ou depois de um evento de segurança, como uma vazão anormalmente alta que sugere um cano rompido. Se a válvula pode ser acionada remotamente depende do medidor e de quem o controla, geralmente a distribuidora ou o operador de medição.

O medidor de gás inteligente é preciso?

Na UE, os medidores de gás usados para faturamento precisam atender às classes de exatidão da Diretiva de Instrumentos de Medição (MID), sejam inteligentes ou não. A eletrônica não torna a medição menos precisa, e os modelos com compensação de temperatura podem ser mais consistentes ao longo das estações do ano.

Um medidor de gás inteligente precisa de Wi-Fi?

Não. Os medidores de gás inteligentes usam seu próprio rádio de baixo consumo, como wireless M-Bus, LoRaWAN, mioty ou a rede de uma operadora. O Wi-Fi consome energia demais para um medidor que precisa funcionar anos com uma bateria.

Se você administra um prédio aquecido com medidores de gás preparados para pulsos, instale leitores de pulsos em quatro deles, acrescente um sensor de temperatura externa e coloque em um gráfico o consumo diário em relação ao clima. Depois, sinalize qualquer fim de semana ou feriado em que o consumo de gás fique perto do nível de um dia útil. O plano gratuito do Kilo comporta cinco dispositivos e não expira, então a comparação pode rodar durante uma temporada de aquecimento inteira e mostrar se a programação do aquecimento corresponde à forma como o prédio é usado.