Mauricio Kurcgant
ARC

Há uma grande variedade de tecnologias usadas na medição de vazão e nível de processos.

A medição correta da Vazão de Fluídos (líquidos, vapores e gases) é uma tarefa complexa, pois depende de fatores como: presença de sólidos em suspensão, presença de bolhas de gás ou vapor, temperatura do fluído, pressão estática, densidade, viscosidade, corrosão, tipo de escoamento, condutividade, precisão requerida, rangeabilidade, trecho reto requerido, etc., tendo gerado assim a necessidade do desenvolvimento de instrumentos com diversos tipos de tecnologias, cada qual mais adequado a uma medição em particular.
A medição de nível também requer cuidados especiais devido a fatores como presença de sólidos ou componentes que podem se solidificar, temperaturas, pressões, densidade e sua variação, corrosão e principalmente precisão requerida quando se trata de grandes tanques reservatórios usados nas indústrias química, petroquímica e de óleo e gás. Aqui também há uma variedade de tecnologias usadas conforme a aplicação.

Transmissores de pressão e pressão diferencial

De todos os tipos de instrumentos usados em medições de vazão e de nível de fluídos, a tecnologia que prevalece em quantidade (e em valores) é a dos medidores de pressão diferencial. Esse tipo de instrumento tem como vantagem, no caso da medição de vazão, não depender da bitola da linha, uma vez que o que muda é o elemento primário (placa de orifício, bocal, Venturi) e seus respectivos elementos de fixação (flanges).

Esses mesmos medidores de pressão diferencial têm aplicação em medição de nível de líquidos onde são amplamente utilizados. Para fluídos limpos, e que não tenham tendência de solidificação, eles são usados exatamente na mesma forma que os instrumentos de vazão, ou seja, com duas tomadas de processo. Em aplicações similares, mas em tanques não pressurizados, podem também ser usados medidores simples de pressão manométrica. Nas aplicações de medição de nível de líquidos com sólidos em suspensão, com fluídos corrosivos, com fluídos que possam solidificar e em tanques com paredes grossas (concreto), os medidores de pressão são dotados de flanges em uma (instrumentos de pressão diferencial e de pressão manométrica) ou nas duas tomadas de processo (pressão diferencial).

Além dos instrumentos convencionais de pressão diferencial, uma tecnologia recente de transmissores multivariáveis vem se destacando e ganhando espaço. Esses medidores permitem a medição simultânea da pressão diferencial, da pressão absoluta e da temperatura, podendo ser então usados para compensação dos efeitos de P e T sobre a vazão, ou compensando variações de densidade do fluído na medição de nível.

Embora em volume muito menor, não se pode desprezar o uso desses medidores de pressão diferencial também para medição de densidade e de nível de interface de fluídos.
Impulsionado por um forte e saudável aumento dos investimentos de capital em automação, o mercado de transmissores de pressão e pressão diferencial tem tido um grande crescimento nos últimos anos. A ênfase nos sistemas de gestão de ativos (PAM), a adoção de transmissores inteligentes, a tecnologia multivariável, a comunicação sem fios e os protocolos padrão de comunicação têm sido os principais vetores que contribuíram para esse forte crescimento.

A ARC fez uma pesquisa mundial referente aos volumes (em dólares) de transmissores de pressão e pressão diferencial fornecidos ao mercado nos últimos anos e sua previsão de crescimento para os anos futuros.

O gráfico da Fig. 1 ilustra os valores dessa pesquisa. Note-se que, dos valores de vendas totais de instrumentos de pressão mostrados, 58% do ano de 2008 corresponderam a medidores de pressão diferencial usados em vazão e nível. Visite o endereço http://www.arcweb.com/Research/Studies/Pages/Pressure_Transmitters.aspx para visualizar os tópicos detalhados nesta pesquisa.

Transmissores ultrasônicos de vazão

Outra tecnologia que tem crescido muito nos últimos anos é a de transmissores ultrasônicos de vazão.

Os medidores de vazão ultrasônicos tinham no passado utilização em uns poucos nichos limitados, mas se tornaram os de crescimento mais rápido, particularmente na indústria de hidrocarbonetos. Os medidores ultrasônicos oferecem uma atraente proposição de valor para os usuários e estão prontos para uma adoção generalizada nas indústrias de processo. Dada sua pequena participação de mercado em relação a outras tecnologias de vazão, o crescimento sustentado da indústria de hidrocarbonetos, e de uma grande base instalada de instrumentos mecânicos obsoletos a ponto de serem substituídos, espera-se que o crescimento dos medidores ultrasônicos continuará a crescer com taxas elevadas nos próximos anos.

A indústria de óleo & gás está mudando sua postura conservadora e começa a abraçar essa nova tecnologia. O mercado de medidores para a transferência de custódia para o gás natural já se consolidou, e a utilização de medidores ultrasônicos para transferência de custódia para líquidos está aumentando.

O gráfico da Fig. 2 ilustra os valores dessa outra pesquisa. Visite o endereço http://www.arcweb.com/Research/Studies/Pages/Flowmeters-Ultrasonic.aspx para visualizar todos os tópicos detalhados nesta pesquisa.

Transmissores de vazão tipo vortex

A tecnologia dos Transmissores de Vazão Tipo Vortex tem como grande vantagem sua alta precisão e grande rangeabilidade em medição de fluídos limpos, de baixa viscosidade, até altas temperaturas, sendo muito usados em utilidades (água, vapor, gás).

Os avanços tecnológicos no campo da instrumentação e as crescentes necessidades do usuário final estão mudando rapidamente o posicionamento do medidor Vortex no mercado. Em muitas aplicações ele substitui o transmissor de pressão diferencial com evidentes benefícios, inclusive de preço total instalado. Mas ele requer maior cuidado que o medidor de pressão diferencial na seleção, no dimensionamento e na instalação.

O gráfico da Fig. 3 ilustra os valores da pesquisa com transmissores desse tipo. Visite o endereço http://www.arcweb.com/Research/Studies/Pages/VortexFlowmeters.aspx para visualizar todos os tópicos detalhados nesta pesquisa.

Medidores magnéticos de vazão

Os Medidores Magnéticos de Vazão são os medidores por excelência para usos com fluídos condutores elétricos que tenham sólidos em suspensão como fibras de celulose, lamas de minérios ou em aplicações em águas e efluentes.

Apesar de ser uma tecnologia madura, o mercado de medidores magnéticos de vazão tem tido um crescimento considerável nos últimos anos, devido ao crescimento do mercado de automação nos segmentos de celulose, mineração e por um aumento da demanda nos setores de águas e efluentes, com aumentos significativos desde 2002. As aplicações em Água e Esgoto continuarão a apresentar as mais fortes oportunidades de crescimento na medida que países em desenvolvimento precisam aumentar sua capacidade e as nações desenvolvidas precisam modernizar suas antigas infra-estruturas de saneamento.

Os medidores magnéticos passaram a enfrentar a forte concorrência de dos medidores Coriolis e ultrasônicos, que têm feito incursões significativas no mercado global de vazão. Apesar disso, ainda são medidores magnéticos a tecnologia escolhida para muitas aplicações.

O gráfico da Fig. 4 ilustra os valores da pesquisa com transmissores magnéticos de vazão. Visite http://www.arcweb.com/Research/Studies/Pages/Flowmeters-Magnetic.aspx para visualizar todos os tópicos detalhados nesta pesquisa.

Transmissores de vazão tipo Coriolis

Os medidores de vazão tipo coriolis se diferenciam de todos os demais por medirem vazão mássica enquanto os demais medem vazão volumétrica. São os medidores ideais quando há necessidade de alta precisão, alta repetibilidade e alta rangeabilidade. Tem tido sua aplicação crescente na indústria tanto no processo, quando medições precisas são necessárias na produção, quanto nas transferências de custódia, na venda a granel ou no envasamento dos produtos.

Medidores de vazão tipo Coriólis são ideais para aplicações de transferência de custódia em indústrias de petróleo e gás, e irão desfrutar cada vez de uma maior aceitação e, em especial para as operações de carga e descarga em terminais de gasoduto e outros meios de transporte e distribuição.

O gráfico da Fig. 5 ilustra os valores da pesquisa com medidores de vazão tipo Coriólis. Visite http://www.arcweb.com/Research/Studies/Pages/Flowmeters-Coriolis.aspx para visualizar todos os tópicos detalhados nesta pesquisa.

Transmissores de nível tipo radar

A medição de nível com tecnologia por radar tem avançado significativamente, e é mais amplamente aplicável em aplicações de difícil mensuração, tais como fluídos em altas temperaturas, impossibilidade de tomada de acesso na parte inferior do tanque, fluídos com espumas e sólidos a granel. Maior precisão, juntamente com fácil instalação e baixos requisitos de manutenção, mesmo quando aplicada em ambientes agressivo de processo, têm ajudado os dispositivos de nível a radar receber maior aceitação entre os usuários, tornando-se o de crescimento mais rápido entre as tecnologias de medição de nível.

Os dispositivos de radar com guia de onda irão ter o crescimento mais rápido porque satisfazem as exigências da indústria de processo tais como baixo custo com aplicabilidade tanto líquidos como sólidos a granel. Eles também são ideais para a deteção de interface óleo & gás em aplicações em refino, e são em bastante imunes a espumas em tanques com agitação.

O gráfico da Fig. 6 ilustra os valores da pesquisa com transmissores de nível tipo radar. Visite http://www.arcweb.com/Research/Studies/Pages/RadarLevel.aspx para visualizar todos os tópicos detalhados nesta pesquisa.

Conclusão

Dos gráficos acima se conclui que o mercado mundial de transmissores de vazão e de nível em processos industriais representou no ano de 2008 uma cifra superior a US$ 3,8 bilhões com essas seis tecnologias citadas.