A dificuldade de se aplicar a automação industrial tende a variar de acordo com a complexidade do processo em questão.

Visto que o âmbito industrial é composto por processos de fabricação que envolvem conhecimentos variados e característicos de diferentes engenharias, cabe ao Engenheiro de Controle e Automação se preparar para esses desafios.

Por exemplo, um dos processos mais comuns presente nas indústrias, é o que envolve a mecânica dos fluidos.

O fluido se faz presente em diversas indústrias, em equipamentos elétricos, caldeiras, aquecedores residenciais e industriais, tanques, acumuladores, tubulações, entre outros.

E como o seu comportamento e a sua característica variam de acordo com as variáveis físicas sobre ele impostas, o seu monitoramento deve ser algo crítico para as diversas atividades que o envolvem.

Por esses motivos, o transmissor de nível é um dispositivo que não pode se ausentar no controle dos processos que contenham fluidos.

No entanto, o segredo para o sucesso do processo inclui a necessidade de se utilizar os recursos disponíveis de forma criativa e efetiva. 

Seguindo esse raciocínio, decidimos listar algumas ideias de como você pode otimizar o seu processo utilizando os transmissores de nível.

O que é o Transmissor de Nível

Assim como os outros dispositivos industriais que você já conhece, o transmissor de nível exerce a sua função com maestria devido aos elementos que o compõem.

Além disso, você vai notar que alguns desses dispositivos podem variar de acordo com o tipo de transmissor de nível, já que existem distinções e, por isso, trataremos deste assunto específico mais adiante.

Entre os componentes que compõem o transmissor de nível, podemos citar:

1. Elemento sensor

Este elemento pode ser um sensor de pressão, sensor de radar, sensor de ultrassom, sonda de capacitância, entre outros.

Como você pode imaginar, por se tratar de um sensor, esse componente está em contato direto com o fluido a ser medido pelo dispositivo.

2. Circuito de condicionamento

Visto que o sinal elétrico gerado pelo sensor nem sempre está em um formato correto para ser transmitido ou processado, o circuito de condicionamento existe para viabilizar essa transmissão e análise através da conversão desse sinal em uma forma mais adequada.

3. Circuito de processamento

Após o sinal estar condicionado, em um formato de leitura permissível, o circuito de processamento pode processar este sinal e ajustar o mesmo de acordo com as características do processo.

Entre as características, podemos citar a massa específica do fluido.

4. Unidade de conversão

Em dispositivos digitais, essa unidade é responsável por converter o sinal analógico em um sinal digital que pode ser interpretado por sistemas de controle ou computadores.

5. Unidade de comunicação

Esse componente permite que o sinal seja transmitido para outros componentes e dispositivos, como o CLPs (Controlador Lógico Programável), SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), controladores ou interface de usuário.

6. Caixa

O transmissor é, normalmente, envolvido por uma caixa ou invólucro que o isola do ambiente, protegendo-o de sujeira, partículas, agentes corrosivos, entre outros.

7. Conexões 

Através de conexões próprias para cada caso, é possível conectar o transmissor a outros dispositivos, controladores e interfaces.

8. Fonte de Alimentação

Para que o transmissor funcione, o mesmo deve estar ligado a uma fonte de energia que o alimente com eletricidade.

9. Ajuste

Alguns transmissores podem ser ajustados de modo que ofereçam maior precisão de medição.

Quais os Tipos de Transmissores de Nível

Sabendo quais elementos compõem o transmissor de nível e, visto que os elementos sensores variam de transmissor para transmissor, é válido que conheçamos os seus tipos.

Por isso, listamos abaixo os transmissores com diferentes tipos de elementos de medição  de nível.

1. Transmissor de Pressão Diferencial: baseado na diferença de pressão entre o fluido do tanque e a pressão atmosférica, pode-se medir o nível do fluido proporcionalmente à pressão;
2. Transmissor de Ultrassom: através do intervalo de tempo de retorno dos pulsos de ultrassom, tem-se a medição do nível de líquido naquele ponto;
3. Transmissor de Radar: com ondas de rádio, é medido o tempo em que o sinal refletido atinge a substância e retorna. Assim, calcula-se o nível;
4. Transmissor de bóia magnética: utilizando uma bóia com um imã conectada a um sensor, pode-se captar a posição da bóia e, portanto, determinar o nível;
5. Transmissor de capacitância: ao alterar a capacitância entre duas placas, o nível do material é modificado e medido.

Como os transmissores de nível podem ajudar na otimização do processo industrial

Como sugestão, pedimos para que você procure pelos processos da sua indústria que estejam envolvidos com algum fluido, seja ele qual for.

Posteriormente, pense em como o transmissor de nível pode ser útil, seja no contexto do ganho de qualidade ou ganho de segurança para o seu processo.

É importante considerar, também, os dispositivos presentes no seu processo que podem estar conectados ao transmissor de nível. 

Em outras palavras: quais desses dispositivos podem ter a sua ação condicionada ao nível de fluido?

Com esses pensamentos, deixamos abaixo algumas aplicações de transmissores de níveis em processos industriais, para que sirva de inspiração na aplicação deste dispositivo à sua necessidade.

• Sistemas de Refrigeração

Sabemos que o controle do líquido refrigerante que tende a entrar no evaporador é algo crítico e deve ser controlado, para que não tenhamos um processo ou armazenamento comprometidos devido à temperatura diferente da especificada.

Com isso, esses tipos de sistemas, que contam com fluidos refrigerantes que podem ser até mesmo tóxicos (como a amônia), podem ser monitorados utilizando os transmissores de nível.

O transmissor de nível de líquido, neste caso, pode ser posicionado nos:

• No tanque de armazenamento de líquido que vem do condensador;
• Separadores de óleo do compressor;
• Tanque de óleo de lubrificação do compressor;
• Torre de líquido de arrefecimento;
• Tanque flash.

• Equipamentos elétricos

Diversos equipamentos elétricos são imersos em óleo, o qual faz o papel de isolante térmico e elétrico.

Durante a produção desses equipamentos, é necessário retirar a umidade do mesmo, visto a sua propriedade de conduzir bem a eletricidade.

Neste contexto, é aplicada a temperatura no ambiente externo durante o enchimento de óleo do equipamento, o que pode ser uma boa oportunidade para conectar o seu transmissor de nível de líquido ao seu controlador de temperatura.

Afinal, já que haverá a expansão do líquido (aumento do seu nível) no decorrer da aplicação da temperatura, o que fazer?

• Caldeiras

As caldeiras são constituídas por tubos que são dispostos em diversas voltas dentro da caldeira, de modo que a transferência de calor proveniente da queima do combustível seja mais eficiente.

Além disso, algumas caldeiras possuem, em sua parte inferior, um tanque de armazenamento de água que, além de armazená-la, proporciona uma sustentação anti-vibração para a estrutura dos tubos.

Por isso, a utilização de transmissores de nível 

• Tanque de mistura

Os tanques de mistura são, basicamente, diferentes tanques que armazenam diferentes fluidos no seu interior e que podem ser misturados por diversos motivos: regular pH, proporcionar mistura de interesse resultante, entre outros.

Este terceiro tanque que suportará a mistura de dois tanques pode, por critério de qualidade, necessitar de uma estabilidade de nível de fluido no decorrer do tempo.

Isso traz, portanto, a necessidade de uma abertura controlada das válvulas de alimentação do tanque (válvulas que liberam os diferentes fluidos dos respectivos tanques).

Assim, surge-se a necessidade de um transmissor de nível de líquido conectado ao dispositivo de acionamento da válvula.

• Estação de tratamento industrial

A estação de tratamento de esgoto industrial é uma das grandes preocupações das indústrias, visto que o seu mau cuidado pode potencializar o fechamento de toda uma fábrica, independente do seu nome ou poder.

Isso se deve ao fato de que o conteúdo a ser descartado no rio deve, primeiramente, sofrer um breve tratamento na estação própria da empresa, para que não sobrecarregue o próprio e os seus afluentes com altas cargas de bactéria, metano e outros compostos indesejáveis.

Por isso, o processo de aeração aplicado à estação de tratamento, contempla apenas um determinado volume de conteúdo do esgoto, o qual após tratado, deve ser descartado para o rio.

Para que ocorra a abertura da válvula que da estação de tratamento, que conduzirá o conteúdo ao rio, é preciso que o transmissor de nível esteja conectado à válvula por intermédio de um painel de controle.

• Aquecedores

Tanques aquecedores, industriais ou domésticos, são caracterizados por armazenar água em alta temperatura, a qual esta é proveniente da energia captada por placas fotovoltaicas, aquecimento a gás, entre outros métodos.

No entanto, o nível de líquido do tanque, além de variar com a temperatura, deve variar com o abastecimento da água à temperatura ambiente, obtida pela caixa d’água.

Neste contexto, torna-se factível que haja um controle do enchimento da água do reservatório do aquecedor até determinado volume (nível), para que, ao longo do aumento de temperatura, este fluido não se expanda tanto a ponto de vazar.

Por mais que  a estrutura dos aquecedores sejam resistentes, projetados como vasos de pressão, é preciso pensar também nos elementos de vedação que podem estar comprometidos, fazendo com que o vazamento não seja evitado.

Os casos citados acima, em geral, são mais complexos do que se pode imaginar.

O controle desses sistemas industriais necessita, imprescindivelmente, de sistemas de controle aptos a realizarem as tarefas sem falhas de programação, visto toda a consequência negativa possível caso algo de errado aconteça.

Então, ao replicar ou inovar algum desses exemplos ao seu processo industrial, utilizando um transmissor de nível, não pense duas vezes em optar por um sistema de controle construído com responsabilidade.

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