Nível
1. Importância da Medição de Nível
O controle de nível é essencial em tanques de armazenamento, vasos de processo, caldeiras (nível de água no drumm) e torres de destilação. Medir incorretamente pode levar a derramamentos, danos a equipamentos ou explosões.
2. Método Hidrostático (Mais Comum)
Baseia-se na relação entre a pressão gerada pela coluna de fluido e o nível:
Um transmissor de pressão (DP ou manométrico) instalado na base do tanque mede a pressão e, conhecendo-se a densidade, calcula o nível.
Correção por Densidade
Fluidos com densidade variável (ex.: soluções com variação de temperatura ou concentração) exigem compensação de densidade online para manter a exatidão da medição de nível.
3. Métodos de Medição de Nível
| Método | Princípio | Vantagens | Limitações |
|---|---|---|---|
| Pressão hidrostática | ΔP = ρgh | Simples, robusto, sem partes móveis | Dependente da densidade |
| Bóia (float) | Bóia na interface líquido/gás | Baixo custo, independe da densidade | Partes móveis, atrito |
| Ultrassônico | Tempo de eco acústico | Não invasivo, sem contato | Vapores, espumas, ângulos |
| Radar (Guided ou Free-space) | Tempo de eco eletromagnético | Alta exatidão, imune a vapores | Custo elevado |
| Capacitivo | Variação de capacitância | Bom para sólidos granulares | Sensível a incrustações |
| Radiométrico | Atenuação de radiação γ | Sem contato, funciona com qualquer fluido | Radiação ionizante (licença) |
4. Tanque Aberto vs. Fechado
4.1 Tanque Aberto
Um único transmissor de pressão manométrica na base é suficiente. O transmissor lê a pressão hidrostática diretamente.
4.2 Tanque Fechado com Pressão de Vapor
Usa-se um transmissor diferencial (DP): a tomada de alta pressão (H) na base e a tomada de baixa pressão (L) no topo (espaço de vapor). O ΔP representa apenas a coluna de fluido, eliminando o efeito da pressão de vapor.
5. Supressão e Elevação de Zero
Quando o transmissor não está no mesmo nível que a tomada de processo (diferença de altura com legs cheias de fluido), é necessário aplicar correção de supressão (subtrair pressão estática) ou elevação (adicionar) no zero do instrumento.
6. Chaves de Nível (Switches)
Para alarmes e intertravamentos (alto e baixo nível) usam-se chaves independentes do transmissor contínuo:
- Bóia magnética: reed switch acionado por bóia com ímã
- Vibração (diapasão): frequência de vibração muda ao tocar no fluido — ideal para grãos e pós
- Condutividade: para fluidos condutivos (água, ácidos)
- Ultrassônico pontual: sensor clamp-on sem contato