Medição de Nível em processos altamente instáveis: como solucionar os principais desafios?

Se você é um Técnico em Instrumentação ou Automação Industrial, deve saber que a seleção de instrumentos de controle para processos industriais é muito importante em todos os aspectos e, quando falamos da Medição de Nível em processos instáveis, não é diferente!

A Medição de Nível em ambientes instáveis ou agressivos exige maior cuidado com os equipamentos, necessitando de uma avaliação criteriosa da aplicação em que os equipamentos serão instalados.

Continue lendo e saiba como lidar com os principais desafios da Medição de Nível em processos instáveis e adversos.

Como podemos detectar se um processo é instável?

Processos instáveis e ambientes adversos exigem muito controle do processo produtivo, tendo em vista que, em suas aplicações, ocorrem elevados meios de corrosão, altas temperaturas, pressão e até mesmo a elevada agitação de tanques. 

Estes desafios podem comprometer a integridade de equipamentos elétricos e mecânicos.

Para que nenhum tipo de acidente ou avaria ocorra, é importantíssimo fazer uma identificação exata do cenário onde os instrumentos serão instalados, assim como verificar se eles atendem às normas e os requisitos mínimos para garantir a segurança do trabalhador.

Podemos citar as normas NR-10 e NR-12 como fundamentais para a indústria, principalmente quando se trata de processos instáveis. Veja um pouco sobre elas abaixo.

  • A NR-10: tem a finalidade de criar condições mínimas de segurança no setor elétrico aos trabalhadores. Esta norma se aplica às etapas de projeto, construção, montagem, manutenção das instalações elétricas e qualquer trabalho realizado nas proximidades.
  • A NR-12: referente à Máquinas e Equipamentos, concebe todas as normas necessárias de segurança aos locais de instalação de máquinas e equipamentos, desde projetos, fabricação, importação até a comercialização.

Como lidar com desafios em processos instáveis?

Podemos usar como exemplo a fabricação e armazenamento de clínquer para a fabricação do cimento, onde é essencial possuir um alto controle de nível nos silos de armazenamento.

Em diversas etapas da produção do cimento, as matérias primas e aditivos são aquecidas em processos de mistura, ou como forma de garantir que os produtos estejam desidratados, com temperaturas que variam de 80 ºC a 600 ºC. 

Em alguns desses processos, essas matérias chegam aos silos de armazenagem ainda quentes, podendo causar problemas a instrumentos de controle de nível comuns. 

Neste caso, o Clínquer chega ao silo de pré mistura a 80 ºC, onde é adicionado o gesso. Devido a temperatura, há formação de vapor nos silos, causando incrustações de gesso com Clínquer nas paredes dos silos. 

Nos casos mais críticos, quando o Clínquer chega ao silo com temperatura maior que 90 ºC, forma-se uma enorme incrustação no topo do silo, podendo chegar a mais de 1 metro de espessura.

Quando o material incrustado se desprende da parede do silo, gera no sensor um arraste de material muito grande, podendo então danificar o sensor ou destruí-lo.

Assim, os 4 principais desafios enfrentados nestes processos instáveis são:

  1. alta temperatura;
  2. pó em suspensão;
  3. incrustação;
  4. força de arraste.

Como resolver estes desafios?

Para as aplicações nos silos de Clínquer, após o alto forno, os instrumentos indicados são aqueles com a tecnologia RF-Admitância, que é um elemento sensor mais robusto, projetado para suportar danos mecânicos causados por materiais sólidos com elevada granulometria, além da alta temperatura do processo. 

O elemento sensor é extra rígido, ideal para qualquer processo em silos de armazenamento de calcário, areia, clínquer, sínter, coque, entre outros.

Esta solução resolve todos os desafios enfrentados na medição de Clínquer em silos, onde os sensores mais simples são danificados ou sofrem interferência devido à elevada incrustação, garantindo a continuidade da produção de cimento e reduzindo gastos com paradas de planta não programadas e manutenções desnecessárias.

Podemos tomar como outro exemplo um momento de um dos processos da mineração, que ocorre quando a polpa de minério é bombeada do Tanque de Homogeneização para a Caixa de Distribuição.

Trata-se de um tanque de volume pequeno, que produz a constante destruição da polpa de minério para os filtros. O controle de nível na Caixa da Distribuição é o que determina a vazão de trabalho da bomba. Caso ocorra transbordamento da polpa, ela retornará para o Tanque de Homogeneização e será bombeada novamente para a Caixa.

Existem diversos desafios para a Medição de Nível, já que a Caixa de Distribuição possui um volume pequeno, com variações de processo que vão de 0% a 100% em poucos segundos, elevada agitação de produto e formação de espuma, o que torna esta medição um problema para boa parte dos equipamento de medição de nível disponíveis no mercado.

Qual a solução para este caso também?

Os instrumentos com a tecnologia RF-admitância continuam sendo a melhor escolha, pois são totalmente imunes a interferências de processos, como poeiras ou pó em suspensão, agitação, vapor, espuma e umidade. 

Ao contrário do que acontece com equipamentos do tipo radar, ultrassom e outros mais comumente utilizados nestes processos, a medição não é afetada por elementos de processo.

Estes transmissores servem para processos com líquidos ou lamas incrustantes, com densidade média ou alta, com pouca formação de espuma, com elevada agitação, em vasos, geometrias complexas ou dificuldade de modificações mecânicas para instalação.

Eles podem ser usados em conjunto com um tubo concêntrico, que é um tubo acalmador que permite ao equipamento realizar medição de líquidos e lamas onde haja elevada agitação, formação de espuma, turbilhão e ciclos muito rápidos de enchimento.

Dependendo da escolha do fabricante que atuará ao seu lado para encontrar a solução ideal, os transmissores podem ter tecnologias responsáveis pelo fim das interferências de medição e que eliminem os efeitos da corrente resistiva. 

É o fim dos alarmes falsos durante os processos!

Além disso, o equipamento ideal para este processo precisa possuir um tempo de resposta menor que 100 milissegundos, para que o delay causado por esvaziamento ou enchimento rápido do tanque de processo seja evitado. 

E a solução ideal também possui grande durabilidade, de modo que o gasto com manutenções e reparos se tornam menores e, consequentemente, gerará uma economia significativa.

Esperamos que tenha entendido como lidar com os desafios da medição de um processo instável!

É importante saber que a otimização de custos em função da produtividade está fazendo todas as indústrias de pequeno, médio e grande porte aderirem aos instrumentos que utilizam tecnologias de Controle de Nível em seus processos.

Chegou o momento de dar um upgrade na operação em que você trabalha e buscar um fabricante que esteja comprometido em ajudar a enfrentar seus problemas, com soluções personalizadas para as suas necessidades.

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