Medidor de Vazão tipo Magnético
O objetivo deste artigo é destacar a capacidade de aplicação do medidor de vazão magnético dentro de suas possibilidades,
apresentando suas características, vantagens, cuidados durante a instalação e montagem, demonstrando sua versatilidade e robustez.
A vazão é considerada geralmente a variável mais importante dentro do território industrial. Além de estar ligada com a qualidade dos
produtos a serem produzidos, também está ligada ao custo desses produtos, da matéria-prima e demais produtos que serão adicionados
numa mesma etapa do processo.
A vazão também é utilizada como set point operacional de equipamentos industriais de alto custo e elevada importância, tais como:
geradores de energia convencionais, motores a combustão, turbogeradores de energia elétrica, geradores de vapor, etc. Com a vazão
dentro do set point, esses equipamentos irão operar de maneira satisfatória, sem perdas, sem erros e dentro dos padrões certificados.
Isso garante o bom funcionamento desses equipamentos e ajuda a prolongar sua vida útil, pois se a vazão de consumo de um gerador
não está de acordo com o set point, com certeza ele deve estar com algum problema que precisa ser sanado o quanto antes.
A importância da vazão como variável de processo, chega a ser infinita. “Com certeza, a vazão é a variável mais medida na indústria de
um modo geral”.Sua necessidade existe desde a época dos antigos romanos.
De acordo com a História, as primeiras medições de vazão de água foram realizadas pelos egípcios e romanos, cujas obras de adução
de água ficaram famosas, tanto é que um texto do governador e engenheiro romano Julius Frontinus (30 – 103 d.C.) traz referências
precisas sobre o assunto.
Como a vazão é a variável mais importante, acaba sendo a mais medida. Em geral, sua medição é a que totaliza o maior erro de
medição somado, conforme dados de imprecisão de medição de vazão reunidos em torno do mundo.
Devido ao status alcançado por essa variável de processo, nos dias de hoje é a variável que dispõe de recursos tecnológicos mais
diversos para sua medição, além de requerer também um grande esforço para sua medida em determinadas aplicações. Pois, para
medir a vazão corretamente foi sempre necessário mu ito conhecimento técnico, além do desenvolvimento das técnicas de medição já
existentes em situações distintas de medição.
A medição volumétrica de vazão de líquidos, que é a mais utilizada na maioria dos processos, depende do conhecimento,
comportamento e estudo de outras variáveis que a influenciam, tais como: velocida de de escoamento do fluido, viscosidade,
temperatura, pressão, densidade específica e relativa. Assim que forem conhecidos os valores dessas variáveis de influência, será
possível compensá-los, descartá-los ou ainda selecionar um tipo de medidor específico para uma determinada aplicação.
Com relação à seleção de um determinado tipo de medidor de vazão para uma aplicação em especial, desde que a necessidade do
usuário seja a medição da vazão volumétrica de líquidos, o medidor de vazão magnético baseado na lei de Faraday, pode atender
precisamente a uma grande porcentagem de aplicações.
MEDIDOR DE VAZÃO TIPO MAGNÉTICO
O medidor de vazão magnético, também conhecido como eletromagnético ou por tensão induzida, é um medidor que utiliza um princípio
de medição antigo (lei de Faraday) e muitos dos fabricantes de instrumentos continuam a desenvolver medidores de vazão baseados
nesse princípio.
Como mencionado anteriormente, o medidor de vazão magnético atende a um gigantesco número de aplicações como, por exemplo:
medição de vazão de iogurte, xaropes de glucose com alta concentração, cerveja e derivados, polpa de celulose, polpa de minério,
ácidos em geral, efluentes industriais, esgoto, lamas, pastas, etc.
Para que ele possa ser indicado em uma aplicação basta que o líquido possua uma condutividade elétrica mínima admitida, dependendo
de sua pressão, temperatura e velocidade de escoamento na tubulação do processo, com certeza a vazão desse líquido poderá ser
medida precisamente, conforme a necessidade do usuário.
O cientista Michael Faraday demonstr ou pela primeira vez o princípio que leva o seu nome em 1832. Desde então, foram desenvolvidos
muitos equipamentos baseados na sua lei, o medidor de vazão magnético é um desses equipamentos. O primeiro medidor de vazão
magnético foi desenvolvido no final da década de 40, já no século 20. No entanto, medidores de vazão magnéticos modernos e
realmente eficazes, só surgiram no final dos anos 70. Apesar do medidor de vazão magnético ser baseado num princípio antigo, ele
continua sendo aperfeiçoado e customizado para algumas aplicações por alguns fabricantes.
A lei de Faraday utilizada para medidores de vazão, determina que o movimento do líquido (o qual deverá possuir uma condutividade
elétrica mínima adm itida) através do campo magnético induz uma força eletromotriz que atravessa o líquido num sentido perpendicular
ao campo magnético, sendo essa f.e.m. diretamente proporcional à sua velocidade de escoamento (figura 1).
Figura 1 – Princípio de funcionamento do medidor de vazão magnético (Lei de Faraday).
Devido ao campo magnético empregado na indução, o material do tubo medidor não deve ser material não magnético, para não conduzir
e nem modificar a direção do campo magnético gerado.
Por meio de dois eletrodos inseridos em um plano perpendicular ao campo magnético, torna-se possível a medição da força eletromotriz
induzida por meio de um milivoltímetro. Essa força eletromotriz induzida (dada em milivolts), não é afetada pela temperatura,
viscosidade, pressão, turbulência, densidades específica/relativa e condutividade elétrica do líquido medido, desde que a condutividade
elétrica esteja acima do valor mínimo exigido.
De qualquer forma, é pr eciso uma observação cuidadosa durante a engenharia de aplicação do medidor de vazão magnético, quanto
aos limites de operação relativos à temperatura, pressão e velocidade de escoamento, além da condutividade elétrica mínima exigida do
líquido a ser medido.
No medidor de vazão magnético, o seu campo magnético poderá ser gerado por um ímã permanente ou por bobinas excitadas por
corrente alternada ou contínua. Somente em casos especiais, os ímãs permanentes são aplicados como, por exemplo, em casos de
medição de vasos sangüíneos, na área médica. As bobinas são preferidas para gerar o campo magnético, por não apresentarem o efeito
de polarização com a formação de sais isolantes depositados nos eletrodos, interrompendo o circuito de medição.
No início dos medidores magnéticos, suas bobinas eram energizadas com tensão alternada diretamente da rede elétrica, porém o
consumo era elevado e as oscilações comuns da rede interferiam no campo magnético das bobinas, ocasionando erros de medição.
Atualmente, grande parte das bobinas dos medidores de vazão magnéticos é energizada por tensão contínua pulsante, mas também
existem alguns medidores magnéticos em que suas bobinas são energizadas por tensão alternada filtrada e fornecida pelo próprio
conversor do medidor. Desse modo, esses antigos problemas são evitados com a tecnologia atual
Como podemos definir vazão?
Vazão pode ser definida como sendo a quantidade volumétrica ou mássica de um fluido que escoa através de uma seção de uma tubulação ou canal por
unidade de tempo.
Vazão Volumétrica
É definida como sendo a quantidade em volume que escoa através de certa secção em um intervalo de tempo considerado. As unidades volumétricas mais
comuns são: m3/s, m3/h, l/h, l/min, GPM (galões por minuto), Nm3/h (normal metro cúbico por hora), SCFH (normal pé cúbico por hora), entre outras.
