🌡️ Módulo 03 — Variável Industrial

Pressão

📖 40 min de leitura 📋 7 tópicos ⚙️ Nível: Intermediário

1. Conceito de Pressão

Pressão é definida como a força aplicada por unidade de área. Na indústria, é uma das variáveis mais críticas — presente em reatores, tubulações, vasos de pressão, compressores e sistemas pneumáticos.

P = F / A

onde P = pressão (Pa), F = força (N), A = área (m²)

2. Tipos de Pressão

Tipo	Referência	Símbolo	Aplicação típica
Absoluta	Vácuo perfeito (0 Pa)	P_abs	Caldeiras, destilação
Manométrica	Pressão atmosférica local	P_man	Redes de ar comprimido
Diferencial	Diferença entre dois pontos	ΔP	Medição de vazão, nível
Vácuo	Abaixo da atm. (negativa)	—	Evaporadores, embalagem

P_abs = P_atm + P_man

Relação entre pressão absoluta, atmosférica e manométrica

3. Unidades de Pressão

Unidade	Símbolo	Equivalência
Pascal	Pa	1 Pa = 1 N/m²
Bar	bar	1 bar = 100.000 Pa
PSI	psi	1 psi = 6.895 Pa
Kilograma-força/cm²	kgf/cm²	1 kgf/cm² ≈ 0,981 bar
Atmosfera	atm	1 atm = 101.325 Pa
mmHg (Torr)	mmHg	1 atm = 760 mmHg

4. Sensores e Transmissores de Pressão

4.1 Tubo de Bourdon

O mais antigo e ainda amplamente utilizado. Um tubo curvado em "C" ou espiral se deforma proporcionalmente à pressão interna, movendo um ponteiro indicador. É um sensor puramente mecânico, sem eletrônica, muito robusto.

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Faixa típica

Tubos de Bourdon medem de 0,5 bar até mais de 4.000 bar, dependendo da geometria e material (aço inox, bronze, Inconel).

4.2 Sensor de Diafragma com Célula de Silício

A tecnologia dominante nos transmissores eletrônicos modernos. Um diafragma metálico flexível deflete sob pressão, e extensômetros de silício piezoresistivo ou capacitivos convertem essa deflexão em sinal elétrico proporcional.

4.3 Transmissor de Pressão Diferencial (DP Cell)

Mede a diferença de pressão entre dois pontos (alta e baixa pressão, H e L). Fundamental para medição de vazão por placa de orifício e medição de nível em vasos fechados.

Transmissor DP — Princípio de Medição

5. Rangeabilidade e Span

Span é a diferença entre o valor máximo (URV) e mínimo (LRV) da faixa configurada. Rangeabilidade é a razão entre o span máximo e mínimo que o instrumento suporta.

Span = URV − LRV | Rangeabilidade = Span_max / Span_min

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Over-range e sobrepressão

Nunca aplique pressão acima do limite de sobre-alcance (over-range) do transmissor. A maioria suporta até 2× a pressão de trabalho máxima; acima disso, o diafragma pode romper permanentemente.

6. Calibração de Transmissores de Pressão

A calibração consiste em aplicar pressões conhecidas (provenientes de um manômetro padrão ou calibrador portátil) e ajustar os pontos de zero (4 mA) e span (20 mA). O procedimento de 5 pontos (0%, 25%, 50%, 75%, 100% — subindo e descendo) identifica linearidade e histerese.

7. Seleção do Transmissor Correto

Critério	Consideração
Faixa de pressão	Escolher URV ≈ 1,5× a pressão de operação normal
Fluido	Compatibilidade química do diafragma (aço 316L, Hastelloy, PTFE)
Temperatura de processo	Considerar limites do fluido de enchimento (silicone, óleo)
Área classificada	Certificação ATEX / IECEx para zonas com presença de gases inflamáveis
Protocolo	Analógico 4-20mA, HART, Fieldbus ou WirelessHART

⚡ Questão Rápida

Um transmissor de pressão tem LRV = 0 bar e URV = 10 bar. Qual pressão corresponde a uma saída de 16 mA?

A 5 bar

B 8 bar

C 7,5 bar

D 6 bar

✅ Correto! (16-4)/(20-4) = 12/16 = 0,75 → 0,75 × 10 = 7,5 bar.

❌ Incorreto. Use: PV = LRV + [(I−4)/16] × Span = 0 + (12/16) × 10 = 7,5 bar.