O controle de nível de líquido faz parte de diversos processos industriais. E, como você sabe, para controlar algo, antes é preciso medir.
A boia de nível, sendo um dos métodos de medição mais utilizados e conhecidos, carrega um princípio bastante simples: um componente, quando entra em contato com o fluido, flutua e um sistema identifica se o nível está adequado ou se é necessário acionar alguma operação.
Contudo, quando essa boia falha, deteriora ou precisa ser substituída, ocorre um erro que pode comprometer toda a operação dependente.
Tem sido extremamente comum as pessoas procurarem por itens de substituição na internet e adquirirem aquele que mais se parece com o item danificado.
O erro está justamente aí. As características físicas devem ser consideradas, de forma que sejam compatíveis com a aplicação.
Mas, o que a boia pode apresentar de características físicas e que pode comprometer toda uma operação caso elas não sejam satisfeitas durante a seleção?
Bem, isso é uma resposta associada a várias coisas, e você descobre isso neste texto. Mas, se você quer um leve spoiler do que está por vir, saiba que tudo isso está relacionado à procedência do componente.
Onde as boias de nível são utilizadas?
Você já ouviu falar das boias de nível? Elas podem aparecer em diferentes aplicações industriais, sendo essenciais para o controle dos processos em geral.
- Tanques de armazenamento: aqui, as boias podem atuar no controle do nível de água, óleo ou outros fluidos;
- Sistemas de bombeamento: a boia pode ser utilizada para impedir que uma bomba opere sem líquido ou para comandar seu acionamento quando determinado nível for atingido;
- Sistemas de refrigeração industrial: em reservatórios e circuitos hidráulicos, a boia é utilizada como dispositivo de controle de nível.
Além disso, boias de nível podem estar presentes em outros sistemas em que o nível de fluido em um compartimento importa, como: caldeiras, reservatórios, sistemas de tratamento de água, máquinas industriais e tanques de processo.
Como funciona a flutuação de uma boia de nível?
A boia de nível não foi projetada de uma forma qualquer para que depois fosse posta para flutuar em tanques.
O seu funcionamento, na verdade, parte do princípio de Arquimedes, considerando que se um corpo é parcialmente ou totalmente imerso em um líquido, ele recebe uma força de empuxo vertical para cima.
A força de empuxo é calculada por meio da equação:
E = ρ × g × V
Onde:
- E = força de empuxo;
- ρ = densidade do líquido;
- g = aceleração da gravidade;
- V = volume de fluido deslocado.
Então, se uma boia deve permanecer flutuando, o empuxo precisa equilibrar o seu peso.
E como isso está relacionado ao projeto da boia e às suas características físicas?
Bem, a resposta é: embora duas boias sejam parecidas, elas podem apresentar comportamentos distintos devido a características como massas ou volumes que podem ser diferentes.
Isso pode fazer com que a boia fique menos ou mais submersa para atingir o equilíbrio, modificando então o ponto de reconhecimento do sistema sobre a condição de “cheio ou vazio” do tanque.
O que a procedência tem a ver com isso?
Uma boia é desenvolvida para determinado equipamento ou determinada aplicação. E, para isso, devem ser consideradas as condições do sistema.
Neste viés, uma série de características devem ser definidas, tais como:
- Densidade do material;
- Massa do componente;
- Volume e dimensões;
- Material utilizado;
- Acabamento superficial;
- Resistência química;
- Faixa de temperatura;
- Pressão de operação;
- Compatibilidade com o líquido;
- Posição e curso de acionamento.
Uma boia utilizada em um reservatório industrial que foi adquirida para substituir uma original pode ter, portanto, uma massa ou volume ligeiramente diferente da original. Isso faz com que o equilíbrio entre peso e empuxo também seja alterado.
Resultado: seu sistema pode sofrer com um acionamento antecipado ou tardio do sistema.
“E se eu utilizar uma boia inadequada?”
Aqui temos o resultado para caso sejam ignorados os fatores descritos acima.
Se você, responsável pela compra da boia que vai substituir a original, não considerar as especificações, haverá consequências.
Vamos conhecer as possíveis, partindo da premissa de que o componente vai indicar um nível incorreto?
- Transbordamento;
- Operação a seco;
- Falta de alimentação de um processo;
- Ciclos excessivos de liga/desliga;
- Desgaste prematuro da bomba;
- Perda de estabilidade do processo;
- Necessidade de intervenção da manutenção.
Procedência e confiabilidade
Adquirir uma peça de procedência facilita a identificação de características das peças, inclusive quando ocorre um problema e este deve ser analisado, principalmente quando o dispositivo está inserido em um sistema com outros dispositivos, tais como:
- Sensores;
- Válvulas;
- Bombas;
- CLPs;
- Sistemas supervisórios.
O que queremos dizer com isso é que, quando uma boia apresenta um comportamento distinto do previsto, muitas vezes o problema pode ser associado a um sensor, CLP ou lógica de controle, sendo que o causador pode ser justamente a boia.
No fim, por que não tratar a boia como mais uma peça?
Embora a boia de nível tenha uma construção simples, pelo menos quando comparada com dispositivos como válvulas de controle, inversores de frequência ou transmissores industriais, a sua especificação deve ser tão importante quanto.
Isso se dá porque seu funcionamento depende de propriedades físicas, e uma simples alteração na massa e material (aqui, devido a massa específica do material diferente) pode impactar na relação peso e empuxo, alterando o comportamento dentro do fluido.
Portanto, tratar a boia como uma peça e adquirí-la por meio de considerações econômicas, somente, é rejeitar a confiabilidade do processo.
