Pressão

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

1 INSTRUMENTAÇÃO

1.1 Conceito e aplicações

Segundo RIBEIRO (2003) A instrumentação é o ramo da engenharia que trata de instrumentos industriais. Os enfoques da Instrumentação podem ser de:

1. Fabricação: construção de componentes e instrumento,

2. Projeto: detalhamento básico e específico de sistemas equipamentos e instrumentos,

3. Especificação: estabelecimento de características físicas, funcionais e de segurança dos instrumentos,

4. Vendas: comercialização, marketing e promoção de instrumentos,

5. Montagem: fixação correta dos instrumentos no local de trabalho, para que ele opere conforme o previsto,

6. Operação: monitoração do desempenho do instrumento e atuação manual, quando necessário, para garantir segurança e eficiência,

7. Manutenção dos instrumentos: reparo do instrumento quando inoperante, calibração e ajuste do instrumento quando o desempenho metrológico o exigir.

As principais funções dos instrumentos são:

1. sensor: detecção da variável medida,

2. Indicação: apresentação do valor instantâneo da variável;

3. Condicionamento do sinal: operação de tornar mais amigável e tratável o sinal original,

4. Registro: apresentação do valor histórico e em tempo real da variável,

5. Controle: garantir que o valor de uma variável permaneça igual, em torno ou próximo de um valor desejável

6. Alarme e Inter travamento: geração de sinais para chamar a atenção do operador para condições que exijam sua interferência ou para atuar automaticamente no processo para mantê-lo seguro.

As variáveis envolvidas incluem mas não se limitam a 1. Pressão 2. Temperatura 3. Vazão 4. Nível 5. Análise

Os instrumentos estão associados e aplicados aos seguintes equipamentos:

1. Caldeira: equipamento para gerar vapor;

2. Reator: equipamento onde se realiza uma reação química ordenada;

3. Compressor: equipamento para mover gases;

4. Bomba: equipamento para mover líquidos;

5. Coluna de destilação: equipamento para separar diferentes produtos com diferentes pontos de ebulição;

6. Forno: equipamento para aquecer algum produto;

7. Refrigerador: equipamento para esfriar algum produto;

8. Condicionador de ar: equipamento para manter as condições do ar ambiente dentro de determinados limites.

As indústrias que utilizam os instrumentos de medição e de controle do processo, de modo intensivo e extensivo são: 1. Química 2. Petroquímica 3. Refinaria de petróleo 4. Gás e óleo 5. Dutos e Terminais 6. Têxtil 7. Fertilizante 8. Papel e celulose 9. Alimentícia 10. Farmacêutica 11. Cimento 12. Siderúrgica 13. Mineração 14. Nuclear 15. Hidrelétrica 16. Termelétrica 17. Tratamento d'água e de efluentes.

2. PRESSÃO

Como já foi escrito, a instrumentação é a ciência que se ocupa em desenvolver e aplicar técnicas de medição, indicação, registro e controle de processos de transformação, visando a otimização da eficiência dos mesmos. Essas técnicas são normalmente suportadas teoricamente em princípios físicos e ou físico-químicos e utiliza-se das mais avançadas tecnologias de fabricação para viabilizar os diversos tipos de medição de variáveis industriais. Dentre essas variáveis encontra-se a pressão cuja medição possibilita não só sua monitoração e controle como também de outras variáveis tais como nível, vazão e densidade. Assim por ser sua compreensão básica para o entendimento de outras áreas da instrumentação iniciaremos revisando alguns conceitos físicos importantes para medição de pressão.

2.1. Definição

Segundo RIBEIRO (2003) Pressão é força por unidade de área. A pressão é uma quantidade derivada da força (massa vezes comprimento por tempo ao quadrado) e da área (comprimento ao quadrado). Dimensionalmento, tem-se

[P] = [M][T-²][L-¹]

onde

[P] é a dimensão de pressão

[M] é a dimensão de massa

[T] é a dimensão de tempo

[L] é a dimensão de comprimento

A pressão do fluido é transmitida com igual intensidade em todas as direções e age perpendicular a qualquer plano.

Fig. 2.1 Conceito de Pressão

2.2. Unidades

A unidade SI para pressão é o pascal (Pa). 1 pascal é a pressão de uma força de 1 newton exercida numa superfície de 1 metro quadrado. O pascal é uma unidade muito pequena. Um pascal equivale à pressão exercida por uma coluna d'água de altura de 0,1 mm. Ela equivale a pressão de uma cédula de dinheiro sobre uma superfície plana. Na prática, usa-se o kilopascal (kPa) e o megapascal (MPa). A área que causou (e ainda causa) mais confusão na mudança para unidades SI foi a medição de pressão. A nova unidade de pressão, pascal, definida como newton por metro quadrado é estranha mesmo para técnicos e engenheiros. Assim que o pascal seja aceito e entendido, fica fácil lidar com as pressões extremas de vácuo a altíssimas pressões. (RIBEIRO, 2003).

A grande vantagem do uso do pascal, no lugar do psi (lbf/in2), kgf/cm2 e mm de coluna liquida é que o pascal não depende da aceleração da gravidade do local e da densidade do liquido. A gravidade não está envolvida na definição de pascal. O pascal tem o mesmo valor em qualquer lugar da Terra, enquanto as unidades como psi, kgf/cm2 e mm H2O dependem da aceleração da gravidade do local. (RIBEIRO, 2003).

O pascal é também usado para expressar a tensão mecânica e o módulo de elasticidade dos materiais. Porém, os altos valores de tensão mecânica