Identifique as variáveis do processo
Nos capítulos anteriores, construímos os primeiros passos para interpretar um projeto de instrumentação.
Primeiro, entendemos que antes de procurar os instrumentos, precisamos entender o processo.
Depois, aprendemos a observar os equipamentos, as linhas e o sentido do fluxo, procurando compreender como o fluido percorre o sistema e qual função cada equipamento desempenha.
Agora vamos dar mais um passo.
Depois de entender o que acontece no processo e como ele está estruturado, precisamos descobrir:
O que precisamos observar para saber como esse processo está operando?
É nesse momento que entram as variáveis de processo.
Imagine novamente o nosso processo de referência:
Tanque T-101 → Bomba P-101 → Trocador de calor E-101 → Linha de saída.
Já sabemos o que cada equipamento faz.
Sabemos também por onde o fluido passa e qual é o sentido do fluxo.
Mas isso ainda não é suficiente.
Durante a operação, as condições do processo podem mudar.
O nível do tanque pode aumentar ou diminuir.
A pressão pode variar.
A vazão pode aumentar ou reduzir.
A temperatura pode se modificar durante a transferência de calor.
Essas condições são representadas por variáveis de processo.
Entre as variáveis mais comuns na instrumentação industrial estão:
pressão, temperatura, vazão e nível.
Mas existe uma questão importante.
Não devemos simplesmente olhar para um processo e fazer uma lista das variáveis que aparecem.
A pergunta mais importante é:
“Por que essa variável é importante nesse ponto do processo?”
Essa mudança de pergunta é fundamental.
Porque uma variável só ganha significado quando conseguimos relacioná-la com aquilo que está acontecendo no processo.
Imagine, por exemplo, que o nível do tanque T-101 esteja indicando setenta por cento.
Setenta por cento é apenas um valor.
Mas o que esse valor realmente significa?
Precisamos saber qual é o nível normal de operação.
Qual é o limite máximo?
Qual é o limite mínimo?
O que acontece se o nível continuar aumentando?
E o que acontece se continuar diminuindo?
Agora o número começa a adquirir significado.
Por isso:
medir fornece informação.
Interpretar a variável fornece significado.
Vamos observar agora a pressão.
Na descarga da bomba P-101, por exemplo, a pressão pode fornecer informações importantes sobre a condição de operação do sistema.
Podemos querer saber se a bomba está produzindo o aumento de pressão esperado.
Podemos comparar as condições antes e depois da bomba.
Podemos avaliar condições de escoamento, perda de carga ou limites operacionais.
Mas perceba:
Não basta dizer:
“Aqui existe pressão.”
Precisamos perguntar:
“O que essa pressão representa para o processo?”
O mesmo raciocínio vale para a temperatura.
No trocador de calor E-101, podemos observar a temperatura de entrada e a temperatura de saída.
A diferença entre essas condições está relacionada ao processo de transferência de calor.
Então precisamos perguntar:
Qual temperatura entra?
Qual temperatura sai?
Qual condição esperamos obter?
Existe algum limite operacional?
A temperatura, nesse caso, não é apenas um valor indicado por um instrumento.
Ela representa uma condição térmica do processo.
Agora pense na vazão.
O processo não precisa apenas transportar um fluido.
Precisamos saber, em determinadas situações, quanto fluido está sendo transferido em determinado intervalo de tempo.
É isso que a vazão nos permite conhecer.
No nosso processo, podemos perguntar:
Quanto está sendo transferido?
A vazão está dentro da condição esperada?
Essa informação será apenas monitorada ou será utilizada para alguma ação?
Mais uma vez, não estamos escolhendo o instrumento.
Estamos tentando compreender por que aquela informação é necessária.
E temos também o nível.
No tanque T-101, o nível representa a quantidade de fluido armazenada.
Podemos observar se está aumentando ou diminuindo.
Podemos verificar se permanece dentro da faixa normal.
E podemos nos perguntar:
O que acontece se o nível atingir um limite?
Essa pergunta já começa a nos aproximar de outro conceito importante da instrumentação.
Porque uma variável pode simplesmente ser observada.
Mas, dependendo da necessidade do processo, ela também pode estar relacionada a um alarme ou a uma função de proteção.
E aqui chegamos a um dos pontos mais importantes deste capítulo.
A mesma variável pode ter funções diferentes.
Imagine novamente a pressão.
Ela pode ser utilizada simplesmente para indicação.
Pode ser acompanhada para monitoramento.
Pode fornecer uma informação para uma função de controle.
Pode gerar um alarme quando determinada condição for atingida.
Ou pode participar de uma função de proteção.
Essas possibilidades não formam uma sequência obrigatória.
A função depende da necessidade do processo e do contexto do ponto de medição.
Portanto:
a variável não define sozinha a função.
Isso também explica por que precisamos prestar atenção ao ponto onde a variável está sendo observada.
A pressão na sucção de uma bomba pode fornecer uma informação diferente da pressão na descarga.
A temperatura na entrada de um trocador pode ter uma finalidade diferente da temperatura na saída.
A vazão em uma linha pode ser importante para uma finalidade específica e, em outro ponto do processo, possuir outra função.
Portanto, precisamos sempre relacionar três elementos:
variável, ponto do processo e necessidade.
Podemos então resumir nosso raciocínio.
No tanque T-101:
função: armazenar o fluido.
condição importante: quantidade armazenada.
variável: nível.
Na bomba P-101:
função: deslocar o fluido.
condições importantes: pressão e vazão.
variáveis: pressão e vazão.
No trocador E-101:
função: transferir calor.
condição importante: condição térmica do processo.
variável: temperatura.
Perceba a evolução.
No primeiro capítulo, procuramos entender o que está acontecendo.
No segundo, entendemos como o processo está estruturado e como o fluido se movimenta.
Agora, no terceiro, começamos a identificar quais condições precisamos conhecer.
E existe ainda uma diferença fundamental:
medir não significa necessariamente controlar.
Uma variável pode ser medida apenas para fornecer informação ao operador.
Pode ser utilizada para acompanhamento de uma tendência.
Pode fazer parte de uma estratégia de controle.
Pode gerar um alarme.
Ou pode participar de uma função de proteção.
Tudo depende da necessidade definida pelo processo.
Por isso, antes de perguntar:
“Qual instrumento devemos instalar?”
precisamos perguntar:
“Que informação precisamos obter?”
E, principalmente:
“O que faremos com essa informação?”
Esse é o raciocínio que queremos desenvolver.
Não olhar para a instrumentação como uma coleção de instrumentos e TAGs.
Mas enxergar a relação entre o processo e a informação que precisamos obter.
Podemos representar essa evolução assim:
Equipamento → Função → Condição importante → Variável → Necessidade de informação.
A partir daí, começamos a construir a ponte entre o processo e a instrumentação.
Agora já sabemos identificar:
o que acontece no processo,
quais equipamentos participam,
por onde o fluido passa,
qual é o sentido do fluxo,
qual é a função de cada equipamento,
e quais variáveis são importantes para compreender suas condições de operação.
Mas ainda falta uma pergunta.
O que precisamos fazer com essas informações?
Precisamos apenas medir?
Precisamos indicar?
Monitorar?
Controlar?
Alarmar?
Ou proteger?
Essa será a próxima etapa da nossa jornada.
No próximo capítulo, vamos avançar:
da variável à função da instrumentação.
Porque identificar a variável é apenas o começo.
O verdadeiro raciocínio de engenharia começa quando entendemos por que precisamos dessa informação e o que o processo precisa fazer com ela.
Primeiro, entenda o processo – Capítulo 1 – Dicas de Instrumentação