Desde a antiguidade, a humanidade aprendeu a direcionar habilidades distintas para manipular seu entorno, usando a força para mover objetos pesados e a precisão para criar detalhes finos.
Em outras palavras a variável “força” era designada para os serviços correspondentes, a fim de obter controle na manufatura.
Projetando para o contexto fabril, este controle elementar evoluiu para a complexidade da indústria moderna, onde o sucesso depende do gerenciamento preciso de variáveis de processo.
Na era industrial, controlar estas variáveis significa garantir a qualidade do processo, otimizar, eficiência e minimizar desperdícios.
Desse modo, o mercado oferece diferentes dispositivos capazes de manipular as variáveis do processo, como é o caso do termostato.
Embora seja um dispositivo conhecido e comum a diversos processos, o termostato possui diferentes tipos, o que implica em diferentes vantagens.
O termostato mecânico, neste contexto, é um dos tipos mais visados na indústria, devido às suas características e confiabilidade.
Portanto, se você não sabe o que é um termostato mecânico ou ainda não conhece o termostato, vale a pena conferir este texto até o final e ficar por dentro, também, das suas aplicações.
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A influência da temperatura nos processos industriais
A temperatura é uma variável crucial que influencia inúmeros processos industriais, materiais e o comportamento de fluidos.
Ela pode afetar as propriedades físicas, químicas e mecânicas dos materiais, além de ser determinante na eficiência e na segurança das operações industriais.
Para que você tenha noção do quanto essa variável é impactante, fizemos a lista abaixo, a qual contém alguns exemplos práticos da influência da temperatura no processo industrial.
1. Expansão Térmica de Sólidos e Líquidos
Construção e Engenharia: materiais de construção, como metal, concreto e vidro, expandem-se quando aquecidos e contraem-se quando resfriados.
Já notou que a facilidade em aparecer trincas em paredes que tem janela de metal em construções?
Isso acontece porque o coeficiente de dilatação do metal é maior do que a do cimento.
Assim, quando essa parede está exposta ao sol e a sua temperatura aumenta, a janela (que está mais ao centro da face da parede) se expande mais e o cimento (que contorna a janela) expande menos, ocasionando trincas.
Além disso, o mesmo pode ser observado em trilhos de trem, pontes e juntas de dilatação.
Por este motivo, projetos de engenharia devem considerar essa expansão para evitar trincas, deformações ou falhas estruturais.
2. Comportamento de Fluidos
- Viscosidade: em geral, a viscosidade de líquidos diminui com o aumento da temperatura (tornam-se “mais finos”), enquanto a viscosidade de gases aumenta. Assim, nota-se a importância do controle da temperatura em indústrias como a de óleo e gás, onde a viscosidade afeta a facilidade de bombeamento e transporte de petróleo e seus derivados;
- Densidade: a densidade de fluidos também é afetada pela temperatura. Nota-se, por exemplo, que no tratamento de água, o aquecimento pode alterar a densidade e, consequentemente, o comportamento de separação em processos como a flotação.
3. Reações Químicas
- Velocidade de reação: muitas reações industriais são aceleradas pelo aumento da temperatura, visto que é um fator chave na cinética química;
- Equilíbrio químico: em reações reversíveis, a temperatura pode afetar a posição do equilíbrio químico, favorecendo os produtos ou reagentes, o que é descrito pelo Princípio de Le Chatelier.
4. Propriedades dos Materiais
- Resistência dos materiais: metais, por exemplo, podem se tornar mais dúcteis ou mais frágeis em temperaturas extremas. Isso é crucial no design de equipamentos para condições extremas, como turbinas em usinas de energia ou componentes de motores aeroespaciais;
- Transições de Fase: a temperatura determina as transições de fase dos materiais (como fusão, solidificação, vaporização). Isso é algo básico no controle de processos, como a fundição de metais, a cristalização de substâncias químicas e a liofilização na indústria farmacêutica.
5. Eficiência Energética
- Troca Térmica: a eficiência dos trocadores de calor, fundamentais em muitos processos industriais, depende significativamente das diferenças de temperatura entre os fluidos envolvidos.
6. Armazenamento e Transporte de Produtos
- Produtos Perecíveis: a temperatura é crucial no armazenamento e transporte de alimentos, medicamentos e outros produtos perecíveis, influenciando a sua conservação e prazo de validade.
O que é o termostato
Visto a importância e a influência da temperatura nos processos industriais, está na hora de conhecer o termostato e, em especial, o termostato mecânico.
O termostato é um dispositivo de estrutura e design simples.
Sua função principal é regular a temperatura de um sistema, geralmente um sistema de aquecimento ou de resfriamento, desligando e ligando uma resistência elétrica ou queimador industrial.
No entanto, o seu uso é destinado tanto a um controle primário de processos de aquecimento e resfriamento quanto à segurança do mesmo.
Quando este dispositivo é utilizado para a segurança do processo, como um artifício de controle de temperatura secundário, o mesmo entra em ação quando o controlador primário (como um controlador de temperatura ou sistema PID) falha.
O que é o termostato mecânico
Um termostato mecânico, por sua vez, é um tipo de termostato que utiliza componentes mecânicos, como molas e contatos elétricos, para controlar o sistema.
Geralmente, ele possui um interruptor que é acionado conforme a temperatura ambiente se aproxima do valor desejado.
Quando a temperatura atinge esse ponto, o interruptor é acionado, desligando ou ligando (on/off) o sistema de aquecimento ou resfriamento, dependendo das necessidades.
Desse modo, nota-se que esse dispositivo distingue-se de um controlador de temperatura ou um sistema PID, os quais podem controlar a resistência elétrica ou o queimador de um modo mais eficiente.
Assim, a sua estrutura e modo de funcionamento faz com que esse tipo de termostato tenda a ser mais simples, sendo preferido em processos que não há necessidade de um controle preciso de temperatura e, consequentemente, onde não é viável um alto investimento para o controle dessa variável.
Portanto, caso você necessite do controle de temperatura de um ambiente em que possui uma boa faixa de tolerância entre a temperatura ajustada (de interesse) e as possíveis variações para mais ou para menos, o termostato mecânico pode ser o que você procura.
Utilize-o no armazenamento de alimentos, bebidas, gelo, em aquecedores ambientes, entre outros.
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