Aplicações reais em evaporadores, dornas e plataformas de petróleo
A instrumentação industrial vive uma transição clara: sair da simples leitura de uma variável isolada e avançar para medições multivariáveis, capazes de representar o processo de forma mais fiel à realidade operacional. Em ambientes complexos, como evaporadores industriais, dornas de fermentação, na mineração, indústria de fertilizantes, bebidas e plataformas de petróleo, essa abordagem deixa de ser um diferencial e passa a ser uma necessidade.
Nesse cenário, a medição multivariável em PROFIBUS-PA com o VDL10(também disponível em HART 7), desenvolvido pela Vivace Process Instruments, se destaca por unir robustez de campo, inteligência embarcada e integração digital completa.
O conceito de medição multivariável aplicado ao processo
Em processos industriais reais, raramente uma variável se comporta de forma independente. Nível, pressão, temperatura e densidade estão quase sempre interligados. Ignorar essa relação leva a erros de medição, instabilidade de controle e decisões operacionais imprecisas.
O VDL10 foi projetado exatamente para esse tipo de ambiente, integrando:
– Medição de pressão de processo;
– Medição simultânea de temperatura;
– Cálculo interno de nível real, com compensações dinâmicas;
– Possibilidade de inferência de densidade e variáveis derivadas.
Todas essas informações são disponibilizadas digitalmente no PROFIBUS-PA, permitindo que o sistema de controle enxergue o processo de forma completa, e não fragmentada.
Ideal para aplicações de medição de nível em evaporadores, torres de resfriamento e tanques com grandes dimensões (onde demandariam transmissores com capilares com comprimentos muito grandes, inserindo erros com a variação de temperatura e densidade do fluido de enchimento).
Em plantas de produção de biocombustíveis, como etanol de segunda geração, biodiesel ou diesel verde (HVO), a medição precisa do nível em tanques de processo é essencial para garantir a segurança, o controle de inventário e a eficiência operacional. No entanto, um desafio frequente nessas aplicações é a variação da densidade dos fluidos, que pode comprometer a exatidão das medições de nível quando se utiliza transmissores que se baseiam apenas em pressão diferencial.
O VDL10 apresenta excelente performance em campo, com compensações de pressão e temperatura integradas, proporcionando alto desempenho e estabilidade das medições.
Evaporadores: estabilidade em processos termicamente dinâmicos
Evaporadores industriais, comuns nos setores sucroenergético, químico e alimentício, são exemplos clássicos de processos onde a medição convencional de nível não tem uma performance adequada.
A variação contínua de temperatura, a mudança de densidade do fluido e a presença de pressão interna fazem com que medições hidrostáticas simples possam apresentar desvios significativos.
Com o VDL10, o nível no evaporador passa a ser calculado considerando:
– A pressão real do processo;
– A temperatura do fluido em tempo real;
– A influência direta dessas variáveis sobre a densidade.
O resultado é uma medição de nível muito mais estável, reduzindo oscilações de controle, prevenindo transbordamentos e melhorando a eficiência térmica do sistema.
Desafios em medições de nível em biocombustíveis
Nas plantas de biocombustíveis, diversos fatores afetam diretamente a densidade dos fluidos:
– Temperatura do processo, especialmente em tanques de fermentação, hidrólise ou craqueamento térmico;
– Composição variável, em misturas com diferentes óleos vegetais, gorduras ou resíduos agrícolas;
– Reações químicas e processos enzimáticos, que alteram a concentração dos produtos intermediários;
– Presença de sólidos ou separações parciais de fases.
Essas variações impactam diretamente a medição de nível quando se utilizam transmissores convencionais baseados apenas na pressão hidrostática, pois a pressão medida depende da altura da coluna líquida multiplicada pela densidade instantânea do fluido.
Dornas de fermentação: precisão para qualidade do produto
Em dornas de fermentação, amplamente utilizadas em indústrias de alimentos, bebidas e etanol, a medição de nível está diretamente associada à qualidade do processo biológico.
Durante a fermentação, ocorrem:
– Elevação de temperatura;
– Formação de gases;
– Variações significativas de densidade.
Instrumentos convencionais tendem a “enxergar” essas mudanças como erro de nível. Já o VDL10 trata o processo como ele realmente é: dinâmico e multivariável.
Ao integrar pressão e temperatura no cálculo do nível, o instrumento fornece uma leitura coerente com o volume real da dorna, permitindo:
– Melhor controle do processo fermentativo;
– Redução de perdas por sobreenchimento;
– Dados mais confiáveis para rastreabilidade e automação.
Figura 2 – VDL10: medição de nível com selo eletrônico
Plataformas de petróleo: confiabilidade em ambientes severos
Em plataformas de petróleo, a instrumentação precisa lidar simultaneamente com ambientes agressivos, áreas classificadas e processos críticos, onde falhas de medição representam riscos operacionais e ambientais.
Tanques de separação, vasos pressurizados e sistemas de tratamento exigem medições confiáveis mesmo sob:
– Altas pressões;
– Grandes variações térmicas;
– Vibração e atmosfera corrosiva.
O VDL10, integrado ao PROFIBUS-PA, permite que múltiplas variáveis sejam monitoradas por um único instrumento robusto, reduzindo a quantidade de dispositivos em campo e simplificando a arquitetura do sistema.
Além disso, o acesso digital aos diagnósticos e parâmetros facilita estratégias de manutenção preditiva, essenciais em ambientes offshore.
PROFIBUS-PA como diferencial operacional
O PROFIBUS-PA potencializa a proposta multivariável do VDL10 ao permitir:
– Transmissão simultânea de várias variáveis no mesmo instrumento;
– Parametrização remota e padronizada;
– Diagnósticos avançados acessíveis no sistema de controle;
– Alimentação e comunicação no mesmo par de fios.
Isso resulta em projetos mais enxutos, menor custo de instalação e maior disponibilidade da planta.
Menos instrumentos, mais inteligência
Um dos grandes ganhos práticos do VDL10 é a redução de instrumentos dedicados. Onde antes seriam necessários transmissores independentes de pressão, temperatura e nível, agora um único equipamento entrega todas essas informações de forma coerente e integrada.
Os principais benefícios incluem:
– Redução de CAPEX e OPEX;
– Menor complexidade de engenharia;
– Menos pontos de falha em campo;
– Informações de processo mais confiáveis.
Conclusão
A medição de nível é uma medição amplamente utilizada nas aplicações industriais, com grande importância, muito simples em seus conceitos, mas que na prática requer artifícios e técnicas avançadas.
A combinação de fatores em medições de nível, não apenas influencia na eficiência operacional, mas também coloca em riscos a segurança e a integridade dos processos industriais.
A medição multivariável em PROFIBUS-PA com o VDL10 mostra, na prática, como a instrumentação moderna deve se comportar: entender o processo como um todo. Seja em evaporadores sujeitos a variações térmicas intensas, em dornas de fermentação com comportamento biológico complexo ou em plataformas de petróleo que exigem máxima confiabilidade, o VDL10 entrega medições alinhadas à realidade do processo.
Mais do que medir, ele interpreta, compensa e comunica. E é exatamente isso que diferencia a instrumentação tradicional da instrumentação preparada para os desafios atuais da indústria.
Referências:
www.vivaceinstruments.com.br
https://www.vivaceinstruments.com.br/pt/pressao
Artigos Técnicos César Cassiolato
