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21/08/13 -

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Ant Incio Principais Aplicaes : Prx >>pgs.

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Seleo de Medidores de Vazo

O objetivo deste artigo auxiliar os profissionais de manuteno e projetos, da rea de instrumentao e

automao a economizar tempo e dinheiro no momento da escolha de um medidor de vazo correto para

uma aplicao especfica.

A importncia da vazo como varivel de processo infinita. Sem dvida, esta a varivel mais medida em

todo o mundo e, por isso, tambm a que mais sofre com incorrees, ocasionadas pela falta de

conhecimento especfico por parte dos usurios.

A medio de vazo de lquidos depende principalmente do conhecimento, comportamento e estudo de

outras variveis que se relacionam com ela, tais como: velocidade de escoamento do fluido, v iscosidade,

temperatura, presso, densidade especfica e relativa do fluido a ser medido. Para a seleo correta de

medidores tambm necessrio conhecer outros dados de aplicao como dimetro da linha/tubulao,

trecho reto da linha/tubulao disponvel no local de medio, proximidade de outros dispositivos como

vlvulas e bombas do local de instalao do medidor, propriedades qumicas e fsicas do fluido,

caractersticas dos materiais da tubulao de escoamento do fluido e do seu tanque de armazenamento,

dentre outros.

Depois de levantados todos esses dados, uma foto recente e/ou o conhecimento prtico do local da

instalao do medidor pode ajudar muito na seleo do medidor de vazo correto para uma determinada

aplicao.

Selecionando o Medidor de Vazo Correto

A seleo de medidores de vazo uma questo bastante complexa, tanto que muitos profissionais

dedicam-se incansavelmente a esse trabalho e, mesmo com muito conhecimento e especializaes,

algumas vezes, esses profissionais cometem pequenos erros, que acabam levando a situaes complicadas

para fornecedor e usurio. Muitos fornecedores preferem que o prprio usurio especifique o medidor a

ser utilizado em sua aplicao, e muitos usurios preferem deixar a seleo a critrio do fornecedor.

Existem ainda fornecedores que s ofertam um medidor para uma determinada aplicao se o usurio o

especificar, para que assim possam isentar-se de qualquer problema de aplicao. Desse modo, os usurios

acabam ficando de mos atadas, quando no so obrigados a utilizar um equipamento super dimensionado

ou mal dimensionado. No intuito de quebrar esse mito, a seleo de um medidor de vazo pode ser

realizada em dois passos:

1) Definindo o Objetivo da Medio e a Aplicao

2) Selecionando o Medidor de Vazo

Definindo o Objetivo da Medio e a Aplicao

A definio do objetivo da medio caracterizada pela necessidade do usurio, ou seja, o que realmente

ele necessita dessa medio?

-Alta preciso maior ou igual 0,3 % do valor medido, preciso em torno de 0,5 % a 1% do valor medido,

preciso em torno de 5% a 10% do valor medido ou span;

-Indicao local e remota (sistema de controle) sala de controle, alarmes, Totalizao local e remota;

Com o objetivo da medio j definido, o usurio dever definir a aplicao, para isso ter de compreender

a varivel vazo, entender sua funo no processo industrial, conhecer seu comportamento, prever o

comportamento da vazo em casos de sobrecarga e shut down da planta, ter o conhecimento das variveis

que se relacionam com a vazo (mencionadas anteriormente), conhecer tambm outros dados da

aplicao relevantes ao funcionamento do medidor a ser especificado, dentre eles (alguns j

mencionados):

-Propriedades qumicas e fsicas do fluido a ser medido (quantidade de slidos em suspenso);

-Range de medio da vazo;

-Temperatura do fluido a ser medido;

-Presso de deslocamento do fluido;

-Velocidade de escoamento do fluido;

-Viscosidade do fluido a ser medido na condio de medio;

-Densidade Especfica e Relativa do fluido a ser medido;

-Dimetro da tubulao;

-Temperatura ambiente externa ao local de medio;

-Medio para processo contnuo ou batelada;

-Processo com CIP ou SIP (conhecer propriedades dos agentes utilizados no CIP ou SIP bem como sua

temperatura e presso);

-Local de instalao (fcil acesso para manuteno);

-Necessidade de trecho reto para medio e trecho reto existente na tubulao (em caso de tubulao j

existente ou em projeto);

-Caractersticas dos materiais de construo da tubulao de escoamento do fluido a ser medido e do

tanque de armazenamento (caso a planta j exista ou esteja em projeto);

-Proximidade a outros dispositivos como vlvulas, bombas, cotovelos, curvas, redues, etc;

-Classificao da rea quanto a presena de gases combustveis na atmosfera, comburentes e fatores de

ignio como valores de corrente eltrica acima de um determinado valor;

-Classificao do invlucro do medidor de vazo quanto a presena de umidade, jatos de gua, gases

corrosivos e p na rea de instalao do mesmo;

-Verba disponvel para compra do medidor.

Selecionando o Medidor de Vazo

Com a definio do objetivo da medio e da aplicao em si, dado o momento

da seleo do medidor de vazo.

A tabela a seguir totalmente usual para a seleo de medidores de vazo e com certeza ela auxiliar o

usurio nessa difcil escolha.

Tipo do Medidor

de Vazo

Aplicaes Recomendadas Preciso

(+/-)

Trecho Reto necessrio a

montante do medidor

Custo

Relativo

Placa de Orifcio

Lquidos limpos, gases e vapores

1 a 5% do span 10 a 30 X dimetro da tubulao baixo

Cunha

Lquidos viscosos, sujos e limpos 0,5 a 2% do span 10 a 30 X

dimetro da tubulao

alto

Tubo de Venturi Lquidos limpos, sujos, viscosos, gases, vapores e

alguns tipos de lamas

1% do span 5 a 20 X dimetro da tubulao regular

Bocal de Vazo Lquidos limpos e sujos 1 a 2% do span 10 a 30 X dimetro da tubulao regular

Tubo de Pitot Lquidos limpos e gases 1 a 5% do span 20 a 30 X dimetro da

tubulao

baixo

Placa de Impacto

(Target meter)

Lquidos limpos, sujos, viscosos, alguns tipos de

lamas

1 a 5% do span 10 a 30 X dimetro da tubulao regular

rea Variv el Lquidos limpos e gases 1 a 10% do span nenhum baixo

Deslocamento

Positiv o

Lquidos limpos e viscosos 0,3 a 0,5 % do valor

medido

nenhum regular

Turbina Lquidos limpos e gases 0,25 a 1% do valor

medido

5 a 10 X dimetro da

tubulao

alto

Vortex Vapores, Gases e alguns tipos de lquidos 0,25 a 1% do valor

medido

10 a 20 X dimetro da

tubulao

alto

Magntico

(Eletromagntico)

Lquidos condutivos limpos, sujos e viscosos

Lamas e pastas condutivas

0,25 a 0,5 % do

valor medido

5 X dimetro da

tubulao

alto

Ultrassnico

(efeito doppler)

Lquidos viscosos e limpos 5% do span 5 a 30 X dimetro da

tubulao

alto

Ultrassnico

(tempo de

trnsito)

Lquidos viscosos e limpos 0,15 a 5% do valor

medido

5 a 30 X dimetro da

tubulao

alto

Mssico

(Coriolis)

Lquidos viscosos, l impos, sujos, lamas, pastas e

gases

0,1 a 0,4% do valor

medido

nenhum alto

Mssico

(Thermal)

Lquidos limpos e gases

1 a 5% do span

Nenhum

alto

Canal aberto

(Vertedores)

Lquidos limpos e sujos 2 a 5% do span nenhum regular

Calha Parshall Lquidos limpos e sujos 2 a 5% do span nenhum regular

Alm de todos os fatores referidos, existem outros menos importantes, mas que tambm devem ser

levados em considerao durante a seleo de um medidor de vazo, dentre eles:

-Vibrao da tubulao onde o medidor ser instalado (em caso de tubulao j existente);

-Conexo mecnica disponvel na tubulao onde o medidor ser instalado (em caso de tubulao j

existente ou em projeto);

-Tenso de alimentao disponvel na planta para o medidor de vazo;

-Tipo de sinal de sada do medidor de vazo;

-Tempo de resposta do medidor;

-Interferncia eltrica no local da instalao do medidor;

-Qualidade do aterramento no local da instalao do medidor;

-Perda de carga a ser gerada na tubulao com a instalao do medidor;

-Aspectos econmicos diversos como custo de montagem e instalao eltrica, custos gerados pela falta de

medio, custos de manuteno (calibrao e sobressalentes) alm do custo inicial relacionado compra

do medidor. Todas as consideraes mencionadas neste artigo so importantes para a seleo de

medidores de vazo. Mesmo fatores de menor importncia, podem comprometer muitas vezes a

performance, preciso e funcionalidade de um medidor de vazo durante sua operao.

Medidores de vazo e suas principais aplicaes e caractersticas

1 . Placa de Orifcio, Cunha, T ubo de Venturi, Bocal de Vazo e T ubo de Pitot

Os medidores de vazo do tipo Placa de Orifcio, Cunha, Tubo de Venturi, Bocal de Vazo e Tubo de Pitot,

medem a vazo atravs da presso diferencial que eles geram na prpria tubulao onde esto instalados.

Esta presso diferencial (delta P) medida por esses tipos de medidores proporcional vazo, portanto,

esses medidores de vazo, tambm so chamados de elementos geradores de presso diferencial,

medidores deprimognios e tambm de elementos primrios de vazo. So tambm denominados

elementos primrios de vazo, pois geram essa presso diferencial (delta P) que possui uma relao

quadrtica com a vazo, dependendo sempre de um outro dispositivo de medio, na maioria das vezes,

um transmissor de presso diferencial que estar captando e avaliando essa presso diferencial gerada

pelo elemento primrio (elemento/medidor deprimognio) e ento com a medio desse DeltaP, o

transmissor de presso diferencial, estar extraindo a raiz quadrada desse valor de DeltaP e multiplicando

ao seu fator K, chegando assim no seu valor linear da vazo medida num range de medio especfico,

numa unidade de engenharia de vazo estabelecida, que pode tambm ser convertida para uma outra

unidade conforme configurao do prprio transmissor. Exemplos de unidades de engenharia utilizadas na

medio de vazo: Litros por minuto L/min, Litros por hora L/h, Gales por Minuto GPM, Barris por Hora

BPH, Hectolitros por minuto Hl/min, Centmetro cbico por minuto Cm3/min, Mililitros por minuto

Ml/min., Metros cbicos por hora M3/h, entre outros.

Os transmissores de presso diferencial, podem indicar a vazo medida atravs desses elementos

geradores de presso (Placa de Orifcio, Cunha, Tubo de Venturi, Bocal de Vazo e Tubo de Pitot) no

mesmo local onde est instalado na planta e/ou enviar seu sinal de medio (4 20 mA, 1 5 VDC,

Profibus, FF, buses em geral ) proporcional vazo medida para uma sala de controle central, que possua

sistemas de controle do tipo digital SDCD, PLC, SCADA, Hbridos ou mesmo um painel de con-trole

analgico.

Principais Vantagens:

-Apropriados Universalmente para aplicaes industriais em lquidos limpos, gases e vapores;

-Aplicao usual mesmo em processos industriais que possuam altas presses e altas temperaturas (dentro

de limites especificados por cada fabricante);

-Baixo custo;

-Facilidade de Calibrao em laboratrio de Presso;

-Sem partes mveis.

Principais Desvantagens:

-Para medio de vazo de gases e vapores em condies de temperatura e presso no constantes,

necessita de compensao dessas variveis para uma medio razoavelmente precisa;

-Dependendo da aplicao, sua instalao mecnica pode chegar num valor acima do custo do

transmissor;

-Perda de carga significativa que dependendo da presso de escoamento do fluido, pode comprometer o

deslocamento do mesmo;

-No apropriado para aplicaes sanitrias com alto rigor de exigncia higinica.

Nas figuras seguintes esto representados os medidores de vazo do tipo Placa de Orifcio, Cunha, Tubo de

Venturi, Bocal de Vazo e Tubo de Pitot, mencionados anteriormente, como tambm transmissores de

presso diferencial, transmissores de presso diferencial multivarivel utilizado para medio de vazo de

gases, vapores e lquidos que possuem temperatura e presso no constantes, que necessitam de

compensao para a medio precisa da vazo em valores mssicos, alguns detalhes de sua instalao

mecnica e ainda um resumo de suas aplicaes principais.

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Ant Incio Principais Aplicaes : Prx >>pgs.

Medidor de Vazo do tipo Placa de Orifcio (Transmissor de Presso Diferencial + Elemento Primrio-

placa de orifcio com projeto compacto) Figura 1