Vazão Mássica – Você sabe para que serve?

Material atualizado em 05/01/2021

É comum todos os processos industriais contínuos serem medidos por três variáveis: pressão, temperatura e nível. Eventualmente, mede-se também, a densidade, o peso e a vazão (volumétrica ou mássica). 

E, como a medição da Vazão Mássica não figura entre as três variáveis principais, como vimos acima, ela pode ser deixada de lado em muitos processos. Essa falha, pode acarretar em perdas desuniformes de matéria-prima e até mesmo a danificação dos equipamentos.

Neste artigo, você entenderá definitivamente quais são os benefícios da medição de Vazão Mássica e como você pode tirar proveito dessa técnica de instrumentação industrial na sua organização.

Mas primeiro, vamos entender quando se deve realizar medições, como a de Vazão Mássica:

Em qualquer processo que movimente materiais sólidos, fazer a medição de Vazão Mássica é necessário para que se saiba a diferença entre a quantidade de matéria-prima que foi utilizada no início do processo e a quantidade de produto que se originou ao final dele. 

Dessa forma, é possível fazer o balanço da produção.

É importante frisar que todo processo tem perdas. Elas podem ser tanto de matérias-primas, quanto de substâncias impuras que se encontravam no material utilizado.

Esse acompanhamento do que entrou e do que saiu de um processo é importante para medir a eficiência da planta. E, ele pode ser realizado durante qualquer parte de um processo, seja na separação, na filtragem, na concentração ou até mesmo para avaliar o processo produtivo como um todo. 

Nessas medições, a meta é sempre encontrar estabilidade na cadeia. Afinal, com estabilidade, fazer melhorias produtivas se torna mais rápido e mensurável.

Como exemplo, vamos analisar uma lavra de calcário que produz o clínquer:

Todo material retirado de qualquer rocha dessa lavra é pesado, passa por um britador, uma moega, um processo de purificação, um forno e, assim por diante, até chegar ao produto final: o clínquer.

Se mantidas constantes a pureza e a concentração, a eficiência do processo aumenta, e consequentemente, a quantidade de produto final também.

O balanço de massa é medido para que a eficiência do seu processo seja mantida. Ou seja, sempre que X toneladas de matéria-prima forem utilizadas no processo, Y toneladas de produto serão produzidas.

Porém, é preciso reforçar que essa relação depende de diversos outros fatores. 

Voltando ao exemplo da lavra de calcário, a pureza da lavra pode mudar de um local para outro ou um bolsão de minério mais rico pode ser atingido. Principalmente quando temos variações na matéria-prima. Por isso, um processo produtivo confiável e constante é fundamental.

Quando há transporte, a medição de Vazão Mássica também é fundamental.

Um exemplo disso é quando um minério de ferro produzido em Minas Gerais, é concentrado e bombeado até o Espírito Santo ou ao Rio de Janeiro.

Se a densidade do produto dentro da tubulação for medida, além da Vazão Volumétrica, só é preciso multiplicar as duas equações dimensionais para descobrir qual o peso seco do minério que será entregue ao fim do processo. Isso traz credibilidade e confiabilidade ao processo.

A última aplicação de medição de densidade para o cálculo de Vazão Mássica é um Densímetro Radiométrico, que é acoplado na tubulação ou mineroduto e, também, dentro de tanques de concentrado antes do bombeamento.

Esse Densímetro é colocado em um determinado ponto de um tanque – normalmente um tanque de polpa concentrada – para que se saiba, em determinados níveis, planos geométricos e pontos desse tanque, qual é a densidade média deste plano.

Se você tem a densidade média no plano e o nível total contido no tanque, é possível calcular, aproximadamente, quanto de produto existe naquele instante no tanque.

Como é feita a medição e o cálculo da Vazão Mássica?

É possível calcular a Vazão Mássica multiplicando as equações dimensionais da densidade e da Vazão Volumétrica.

A equação dimensional da densidade é a massa do produto sobre o volume que ele ocupa:

Já a equação dimensional da Vazão Volumétrica é o volume do produto sobre o tempo que ele demora para encher determinado tanque.

Multiplicando as duas equações, temos:

Assim, chegamos à equação da Vazão Mássica, que consiste na massa do produto pelo tempo que ele leva para encher determinado tanque ou silo, por exemplo.

E quanto à Vazão Volumétrica? Quais são as diferenças?

A Vazão Volumétrica pode ser medida em qualquer meio aquoso, seja de polpa de minério, seja de líquido ou uma mistura homogênea ou heterogênea.

Vale ressaltar que toda vez que você estiver medindo algum material aquoso, é necessário medi-lo volumetricamente.

De uma forma bem simples, podemos tomar por exemplo a fabricação de leite condensado.

Os dois ingredientes básicos desse produto são o condensado de leite e a água desmineralizada. Depois da homogeneização e purificação desses dois ingredientes, mede-se a densidade para saber se o produto está dentro de um determinado padrão estabelecido.

Para garantir que a mistura seja ideal entre o condensado de leite e a água desmineralizada é preciso saber a quantidade das matérias-primas no início e no final do processo.

Se entra muito mais condensado de leite que água desmineralizada, o produto fica muito custoso e o seu lucro vai embora. No sentido contrário, com muita água e pouco condensado, os seus lucros sobem em um curto espaço de tempo, mas a qualidade do produto cai.

Portanto, para manter padrões de qualidade, mede-se a eficiência do processo realizando a medição da vazão volumétrica. Ela também é medida usando um densímetro radiométrico, diretamente aplicado na tubulação de saída, após as misturas e o beneficiamento.

Considerações finais

A busca por processos cada vez mais eficientes é uma constante na indústria e você pode contar com a ajuda da Lince Instrumentação e Automação Industrial para melhorar seus resultados. 

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