Como um transmissor diferencial consegue medir o vácuo?

Antes de iniciarmos os cálculos, vale a pena responder uma pergunta que costuma gerar bastante confusão entre estudantes e até mesmo entre profissionais experientes da área de instrumentação:

Se o vaso está operando sob vácuo, por que o transmissor de pressão diferencial mede uma pressão positiva?

Essa dúvida surge porque, intuitivamente, imaginamos que o transmissor “mede o vácuo”. Entretanto, esse não é o princípio de funcionamento de um transmissor de pressão diferencial.

O transmissor DP não possui um sensor de vácuo nem mede pressão absoluta. Seu elemento sensor simplesmente compara duas pressões aplicadas às conexões HP (High Pressure) e LP (Low Pressure), calculando a diferença entre elas.

Por fim, serão apresentados os procedimentos recomendados para a retirada segura do transmissor de operação, preservando tanto a integridade do equipamento quanto a segurança do processo.

No caso de um transmissor diferencial, essa operação corresponde ao cálculo da diferença entre as pressões nos lados HP e LP.

O instrumento não sabe se está medindo pressão positiva, pressão negativa ou vácuo. Ele apenas recebe duas pressões e calcula a diferença entre elas.

Essa é a principal característica que diferencia um transmissor DP de um transmissor de pressão absoluta.

O que acontece neste exemplo?

Considere o sistema mostrado na Figura X.

O transmissor está instalado utilizando linhas secas (Dry Leg). Isso significa que não existe coluna de líquido nas linhas de impulso e, portanto, a pressão aplicada ao transmissor é exatamente a mesma pressão existente nos pontos de tomada.

Neste exemplo:

• o lado HP está exposto à pressão atmosférica;
• o lado LP está conectado diretamente ao interior do recipiente.

Como a pressão atmosférica local é de 748 mmHgA, temos:

• 748 mmHgA
• 0,9842 ATMA
• 14,468 PSIA

Já o interior do vaso opera com uma pressão absoluta de:

• 0,15 ATMA
• 2,205 PSIA

Observe que o valor de 2,205 PSIA não é produzido pelo transmissor nem resulta de uma coluna de líquido.

Ele representa simplesmente a pressão absoluta existente no interior do recipiente.

Como não há coluna líquida nem selos remotos, essa mesma pressão chega diretamente ao lado LP do transmissor.

ΔP=14,468−2,205

ΔP = 12,263 PSID

Então o transmissor mede o vácuo?

Essa pergunta merece atenção.

A resposta é:

Não diretamente.

O transmissor mede a diferença entre duas pressões.

Como uma das conexões está submetida à pressão atmosférica e a outra ao interior do recipiente, essa diferença passa a representar o nível de vácuo existente no vaso.

Em outras palavras, o vácuo não é medido de forma direta, mas sim inferido a partir da diferença entre a pressão atmosférica e a pressão absoluta existente no interior do recipiente.

Por que essa aplicação costuma gerar dúvidas?

A confusão normalmente ocorre porque, durante a análise, são utilizados três conceitos diferentes de pressão:

• Pressão Absoluta (ATMA ou PSIA): medida em relação ao vácuo absoluto.
• Pressão Manométrica (PSIG ou barg): medida em relação à pressão atmosférica.
• Pressão Diferencial (PSID): diferença entre duas pressões aplicadas simultaneamente ao transmissor.

Como essas três grandezas aparecem no mesmo exemplo, é comum que o leitor misture seus significados.

Neste estudo de caso, por exemplo:

• a pressão do recipiente é expressa em ATMA;
• a pressão atmosférica também é convertida para PSIA;
• o transmissor, entretanto, responde apenas à diferença entre elas, expressa em PSID.

Essa distinção é fundamental para compreender corretamente o funcionamento do sistema de medição

Após calcular a PSID, podemos determinar o sinal de saída do transmissor de DP usando a relação linear entre a pressão diferencial e a corrente de saída. A fórmula geral é:

Substituindo os valores específicos da sua situação, você pode calcular a saída em mA correspondente à pressão diferencial medida pelo transmissor de DP.

Procedimento para retirada do transmissor

Certamente, existem diversas abordagens para calcular o valor do sinal de saída do transmissor! Vamos explorar mais de uma dessas soluções. Adicionalmente, considere o cenário em que um técnico de instrumentação opta por retirar o transmissor de serviço para desconectá-lo do processo e, posteriormente, recalibrá-lo no laboratório de instrumentação.

Para remover o transmissor com segurança, o técnico deve operar as válvulas de bloqueio e purga de maneira adequada. Primeiramente, feche a válvula de bloqueio para interromper o fluxo do processo para o transmissor. Em seguida, abra a válvula de purga para liberar qualquer fluido residual no transmissor e nas linhas conectadas. Esta etapa é crucial para evitar contaminação ou vazamento de fluidos durante a remoção.

Antes de operar qualquer uma das válvulas, seja a de bloqueio ou a de purga, é imperativo que o técnico tome precauções adicionais. Certifique-se de que todas as condições de processo estejam estáveis e que nenhum evento imprevisto esteja ocorrendo. Além disso, verifique se o sistema está despressurizado para evitar quaisquer surpresas desagradáveis durante a desconexão.

Ao seguir esses procedimentos de maneira cuidadosa e metódica, o técnico assegura não apenas a segurança pessoal, mas também a integridade do processo, minimizando o risco de perturbações indesejadas.

Válvulas de Bloqueio e Purga para Transmissor de Pressão Diferencial (DP).

Phigh = 748 mmHgA = 0.9842 Atm = 14.468 PSIA

Plow = 0.15 Atm = 2.205 PSIA

ΔP = 14.468 PSIA − 2.205 PSIA = 12.263 PSID

Para remover o transmissor de serviço, é crucial seguir uma sequência específica de operações nas válvulas. Inicialmente, feche a válvula de bloqueio antes de abrir a válvula de purga.

É importante ressaltar que, antes de manipular qualquer uma das válvulas, o técnico deve comunicar previamente à equipe de operações sobre a retirada do transmissor de serviço. Essa comunicação é essencial para informar que o transmissor não estará operacional e, consequentemente, não registrará vácuo no processo em um futuro próximo.

Dessa forma, ao adotar essa abordagem ordenada e comunicativa, o procedimento de retirada do transmissor ocorre de maneira segura e eficiente, minimizando possíveis impactos no processo e garantindo a integridade das operações.

Caso o transmissor esteja interligado a um controlador, é fundamental ajustar esse controlador para o modo manual. No caso de o transmissor estar vinculado a alarmes de pressão ou, em situações mais críticas, a um sistema de desligamento de emergência, é imprescindível desativar esses alarmes e/ou contornar a função de desligamento antes de retirar o transmissor de operação.

Adicionalmente, vale destacar que a pressão atmosférica de 748 torr corresponde a uma altitude de 136 metros acima do nível do mar. Esse valor se mostra altamente realista para aplicações industriais, proporcionando uma referência significativa para o contexto operacional.

Emerson

Funcionamento do Transmissor de Pressão – Dicas de Instrumentação (dicasdeinstrumentacao.com)