O que é Medição de Nível?

Saiba porque uma Medição de Nível precisa e confiável é fundamental para a produtividade da sua operação.

Afinal de contas, o que é Medição de Nível?

Nível é a medida em altura do conteúdo líquido ou sólido de um reservatório.

Medição de Nível no contexto industrial consiste na capacidade de avaliação do estoque de tanques de armazenamento e no controle dos processos contínuos em que existam volumes líquidos ou sólidos, de acumulação temporária, amortecimento, mistura, dosagem, resistência, entre outros.

A Medição de Nível, assim como toda boa atividade que envolve Automação e Instrumentação Industrial, quando utilizada de maneira criteriosa e planejada, reduz custos, aumenta a produtividade e contribui com a qualidade e a segurança da produção em que você trabalha.

Mas, na prática, como os processos são controlados?

Os processos industriais demandam estes dois tipos de medição de nível.

A Medição de Nível Pontual consiste na aferição de pontos específicos de um tanque, indicando nível alto ou baixo, por exemplo.

O controle de processo promovido pelos sensores de nível pontual (chaves de nível) tem como objetivo controlar melhor o fluxo de matérias-primas ou evitar a cavitação de bombas, os transbordamentos e, consequentemente, as paradas de planta não programadas, bem como diversos acidentes no meio ambiente de trabalho.

As principais chaves de nível são do tipo flutuador, pá rotativa, vibratória, indutiva, condutiva, capacitiva ou com tecnologia RF-Admitância.

As chaves de nível são instrumentos de medição que podem operar sob duas posições: presença ou ausência de produto no lugar geométrico de montagem do aparelho. Ou seja, trata-se de uma medição pontual.

Portanto, a chave de nível é um instrumento de medição pontual que detecta a variável do processo em um ponto pré-ajustado e acaba mudando o seu estado, acionando um circuito elétrico, eletrônico ou digital, sendo assim utilizado como forma de alarme, segurança e controle de nível tanto em conteúdos líquidos como sólidos.

Diariamente, nos processos industriais, além da medição pontual, você deve se deparar com a necessidade de um controle contínuo de nível que realmente cumpra com a sua necessidade de manter um fluxo contínuo de matérias-primas e evitar transbordamentos, de forma a elevar e/ou manter a produtividade da planta.

Diante de toda uma grande quantidade de medidores de nível, a vantagem de utilizar um transmissor de nível no seu processo está na sua simplicidade de operação. Trata-se de um tipo de sensor capaz de detectar em tempo real o nível contínuo de determinado produto no processo industrial.

Basicamente, o funcionamento da maioria dos medidores de nível trabalha com a condutividade elétrica, constante dielétrica, densidade e granulometria (quando aplicável) do produto (líquido ou sólido) que está sob seu controle.

São utilizadas correntes elétricas, ondas eletromagnéticas e circuitos de função variada, como fórmulas e algoritmos. O objetivo é sempre garantir a confiabilidade da medição.

Os principais transmissores de nível são os flutuadores (LG), capacitivos, radares, ultrassônicos, medidores por pressão e RF-Admitância.

Por fim, chaves e transmissores de nível são, podem e devem ser utilizados em conjunto. É um boa maneira de manter a produção constante e eficaz. Caso, um desses tipos de medidores falhar, outro poderá cumprir parte do controle do processo até que o problema seja resolvido.

Além da Redundância, na maioria das vezes a combinação de chaves e transmissores de nível também serve para garantir a Segurança dos trabalhadores e do meio ambiente, ao evitar transbordamentos.

Um bom conselho para quando houver a integração de várias tecnologias diferentes de medição em um mesmo processo, é a padronização da planta.

Um grande benefício desse tipo de postura é a uniformidade dos equipamentos e a especialização dos operadores, sem falar na drástica redução de sobressalentes em caso de possíveis avarias.

Especialização, praticidade e economia, três elementos fundamentais na produtividade da sua operação.

Mas nada disso vai surtir efeito na sua produção se você não utilizar a tecnologia de medição correta.

Qual tecnologia de medição de nível é a mais indicada?

Chaves e transmissores de nível são instrumentos fundamentais para o controle pontual e contínuo de tanques com presença de incrustação, espuma, pó em suspensão e interfaces complexas.

Estas intercorrências devem ser chamadas de desafios da medição de nível, porque não se tratam de problemas por si só, mas de eventos inerentes aos mais diversos processos industriais que você bem conhece. São esses desafios da medição de nível que você deve estar atento, sabendo que existe uma solução eficiente ao seu alcance.

Hoje, sensores com sistema RF-Admitância são a maior novidade tecnológica do mercado de instrumentação industrial tanto para medição de nível pontual como contínuo.

A grande desvantagem de medidores de nível sem RF-Admitância como boias magnéticas, sondas capacitivas, radares de onda livre, ultrassons e transmissores de pressão diferencial é que estes instrumentos não são imunes a boa parte dos desafios da medição.

Os instrumentos que utilizam a tecnologia RF-Admitância são imunes a todos os principais desafios da medição de nível contínuo.

Por exemplo, o plástico de engenharia (PP, LDPE, PE, PVC etc.) impõe um desafio para a medição de nível porque apresenta uma baixa constante dielétrica. Por esta razão, o uso de radares para a medição desse tipo de produto é ineficiente.

Os radares têm limite de funcionamento estabelecido em baixas constantes dielétricas, pois é justamente na resposta deste tipo de frequência que a instrumentação trabalha.

A tecnologia RF-Admitância pode ser aplicada tanto nas chaves de nível como nos transmissores.

Nas chaves de nível utiliza-se um terceiro terminal (PRÆDATOR®) no elemento sensor associado a um Oscilador e um circuito comparador na unidade eletrônica para eliminar a corrente resistiva da medição.

Já nos transmissores de nível RF-Admitância, o Oscilador é associado a um PLL (Phase Locked Loop) e dois circuitos comparadores para eliminar a corrente resistiva oriunda de a incrustação, espuma ou pó em suspensão proporcional a condutividade elétrica de cada produto medido.

As formas de aplicar a RF-Admitância em chaves e transmissores tem pequenas variações, mas a imunidade aos principais desafios da medição de nível pontual e contínuo são mantidas.

Os 4 maiores desafios da medição de nível?

A incrustação é aquela camada de produto acumulado que recobre os tanques de armazenamento e os transmissores de nível comprometendo a eficiência e confiabilidade dos instrumentos.

A espuma gerada em boa parte dos processos contínuos também se torna um problema quando ela impede a medição precisa da grandeza pretendida.

Pó em suspensão é a poeira que você vê e respira em praticamente todas as indústrias. Você encontra partículas em suspensão em processos industriais da mineração, siderurgia, papel e celulose, química, petroquímica e portos (terminais de embarque de graneleiros).

Outro desafio comum da medição de nível são as interfaces complexas.

Na indústria em geral você utiliza água para lavar o processo ou fazer reparações. Durante os procedimentos é comum surgirem solventes, lubrificantes, dentre outros materiais. Todos esses produtos vão parar em depósitos a fim de que sejam reaproveitados ou descartados de maneira apropriada.

São usados sistemas de separação para distinguir as interfaces em fases reaproveitáveis e/ou descartáveis. Para que o processo seja eficiente é necessário que a medição de nível esteja calibrada e livre de interferências para que a produção transcorra perfeitamente.

Por que investir em Medição de Nível?

Uma Medição de Nível de qualidade baseia-se em 3 pilares:

A eficiência da planta que você atua e/ou gerencia depende da qualidade da instrumentação, da confiabilidade dos equipamentos e do suporte dos melhores fornecedores.

A indústria vem aumentado a demanda de controle de processos a cada dia. Manter um controle adequado tem se tornado cada vez mais importante não apenas para operadores de campo, mas também para toda empresa, incluindo executivos e gerentes de diferentes setores.

Isso é resultado de dois fatores: redução dos custos de produção e aumento do foco em segurança do trabalho.

O principal objetivo da medição de nível é manter o controle do processo produtivo, seja em volume ou peso. Se a sua medição é eficiente, você terá como resultado um maior rendimento da produção, pois os processos serão feitos sem interrupções.

A Medição de Nível é um elemento fundamental dentro de um sistema de gerenciamento de ativos. Medições de nível mais precisas aumentam significativamente a eficiência da planta. É comum encontrar níveis de precisão de até 1mm.

Por exemplo, em diferentes equipamentos industriais utiliza-se o Cal. Com um controle adequado da medição de nível contínuo, ou seja, o consumo desta matéria prima poderá ser monitorada remotamente em tempo real pelo fornecedor e despachar um novo embarque para reabastecimento. É uma otimização que com certeza você gostaria de ter aplicada à sua planta.

Além disso, muitos processos necessitam de um fluxo contínuo, entrada e saída de materiais. É inviável obter um fornecimento consistente com taxas variáveis ou se houver incidentes na linha de abastecimento ou no processo logístico

Outro ponto de destaque é que a medição de nível também é feita por razão de segurança. Imagine o transbordamento acidental de um tanque de ácido causado por uma medição imprecisa. PODE GERAR UM RESULTADO CATASTRÓFICO!

Assim como falamos de um incidente envolvendo ácido, também poderíamos extrapolar para diversos outros tipos de materiais comuns na indústria, como inflamáveis, reagentes, dentre outros.

Prevenir transbordamentos e detectar vazamentos também é importante para cumprir todas as regulações ambientais.

A falha de um transmissor ou chave de nível pode ser terrível para a sua produção!

Por isso, os medidores de nível mais indicados são aqueles que utilizam a tecnologia RF Admitância. Trata-se de uma instrumentação industrial imune à incrustação, espuma, pó em suspensão e capaz de medir com precisão interfaces complexas.

A confiabilidade de um instrumento com RF Admitância é a garantia que você precisa para a medição de nível do processo sob sua responsabilidade .

A LINCE é especialista em Medição de Nível. Nossas Chaves de Nível e Transmissores de Nível são desenvolvidas com a exclusiva tecnologia PRÆDATOR®.

Produzimos os sensores de nível mais avançados do mundo com essa tecnologia 100% nacional.

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PRÆDATOR é nossa tecnologia patenteada capaz de medir e controlar nível, nas mais agressivas condições de processo.

Tudo isso graças ao princípio da RF Admitância. O funcionamento consiste em um sinal de radiofrequência (RF) que mesmo diante de uma incrustação ou outra interferência indica a real presença ou ausência de produto, nível e/ou volume que está em contato com o elemento sensor da Chave ou Transmissor de Nível.

O diferencial é que a tecnologia PRÆDATOR® apresenta um escudo protetor especial (terceiro terminal no sensor) em conjunto com um algorítimo e uma eletrônica avançada capazes de medir somente a corrente capacitiva (ignorando a resistiva) que flui pelo condutor central do elemento sensor para o terra (proteção elétrica).
Desta forma, quando o nível de produto no tanque subir e tocar o sensor, irá provocar um aumento substancial da corrente capacitiva que provocará a mudança de status do relé, indicando assim presença real do material.
Pronto. O sistema PRÆDATOR® cumpriu perfeitamente a sua função com alta confiabilidade mesmo diante dos maiores desafios da medição de nível pontual ou contínua.

Baseado no princípio da RF Admitância, o PRÆDATOR® está presente nas Chaves e Transmissores de Nível LINCE. Seu grande diferencial está na sua capacidade de medir com extrema precisão até mesmo diante de processos mais complexos.

É uma tecnologia de medição de nível 100% imune à incrustações, pó em suspensão e espuma. Aumenta a produtividade da planta ao eliminar alarmes falsos, transbordamentos e imprecisões causadas por esses fatores.

Além disso, por se tratar de um dispositivo sem partes móveis, dispensa manutenções recorrentes e paradas de planta não programadas. Assim o MTBF (Mean Time Between Failure) dos dispositivos LINCE que utilizam a tecnologia PRÆDATOR® superam facilmente 15 anos.

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Marcel de Roure | CEO da Lince da Lince

Marcel de Roure

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