Os conceitos de grandezas físicas estão relacionados às quantidades devidamente medidas da intensidade destes elementos físicos. A grandeza se relaciona com as alterações que um elemento sofre na quantidade da sua energia. Na realidade não existe um conceito definido do significado de grandeza física. O que podemos esclarecer é que estas grandezas servem para medirmos ou quantificarmos as propriedades e características da matéria e da energia gerada por esta matéria. Desta forma, quando há variação na quantidade de energia há variação na grandeza física. Existem grandezas mensuráveis e grandezas que são calculadas. Para entendermos melhor classificamos as grandezas que podem ser medidas, utilizando um instrumento de medidas e as grandezas que são mensuradas indiretamente através de cálculos e estimativas.
Medir uma grandeza física é fazer comparação com um padrão pré-estabelecido. O metro, por exemplo é comparado com um padrão reconhecido pelo Sistema Internacional de Medidas. Este padrão é o que reconhecemos como unidade de medida da grandeza física.
Os processos industriais são controlados e monitorados utilizando as diferentes grandezas físicas: O comprimento, o volume, a massa, a densidade, a velocidade, a temperatura e a pressão, são apenas algumas das grandezas que influem diretamente ou sofrem reações que vão alterar o processo. As suas unidades de medidas serão utilizadas para dosagem e fabricação de receitas que definirão a qualidade final dos produtos.
Cada receita terá uma quantidade de substâncias controladas pela quantidade, tomando como base cada padrão de unidade de medida da grandeza física. A alteração destas quantidades certamente contribuirá para a alteração das características do produto final. Os sistemas de controle de qualidade farão comparações constantes durante o desenvolvimento da produção, utilizando amostras para definir se o produto conserva as características originais da receita.
Existem instrumentos para controle e monitoramento que atuarão no processo de forma automatizada, realizando comparações e corrigindo a composição da receita buscando a diminuição das perdas e dos reprocessos. Vamos identificar alguns destes elementos para controle e monitoramento dos processos, ou seja, os responsáveis pela instrumentação do sistema. Os manômetros são elementos de monitoramento das linhas de pressão de fluidos. A Pressão representa a intensidade de volume de um fluido em uma determinada área. A expressão matemática que define pressão é representada pela força peso em Kg dividido pela área onde está o fluido dado em cm². Compreenda que pressão não representa necessariamente uma força e sim a resistência que o fluido encontrará para fluir no sistema. Quanto maior for o atrito, maior será a pressão do fluido. Os fluidos classificam-se em líquidos e gasosos. As moléculas dos fluidos líquidos são mais agrupadas do que as moléculas dos fluidos gasosos por este motivo, há um maior grau de choques entre estas moléculas e as paredes dos recipientes e tubulações, causando com isto uma maior pressão nas linhas quando estas transportam fluidos gasosos.
Nos manômetros a pressão atmosférica é a referência. A pressão manométrica pode ser negativa ou positiva. Quando a pressão é negativa em um sistema utilizaremos o manômetro de vácuo.
A temperatura é uma variável do processo que pode alterar a composição da receita, em alguns processos ser utilizada como agente transformador, devido às reações que apresenta uma mistura de substâncias. Se a temperatura aumenta, a pressão e o volume aumentam de forma proporcional, em algumas substâncias poderemos ter alteração nas variáveis ou mesmo na viscosidade pelo fato da temperatura variar, algumas irão reagir e tornar-se mais viscosas, outras menos viscosas. Para medir a temperatura em um processo, utilizaremos um termômetro como elemento de monitoramento.
Mas as características do processo podem exigir além do controle um monitoramento, isto pode ser feito com a instrumentação utilizando um termostato ou um termistor para comutar a ação do calor ligando ou desligando um aquecedor, abrindo ou fechando válvulas de uma caldeira ou mesmo variando o acionamento de um motor. Todas estas variações terão ação termoeletromecânica ou serão microprocessadas eletrônicamente.
O Volume, outra grandeza variável de um processo industrial é a quantidade de espaço ocupado por um corpo sólido ou substância fluida dentro de uma determinada área. Outras variáveis também utilizadas e controladas pela automação podem influir ou sofrer influência numa reação, dentro de um processo industrial. Comprimento, massa, energia, densidade, frequência e força são apenas algumas destas variáveis.
As bombas são equipamentos com a função de deslocar fluidos líquidos para elevadas alturas manométricas com eficiência e desempenho desde que sejam devidamente projetadas, mantendo constantes pressão e vazão, levando em conta detalhes técnicos que devem ser observados tais como: profundidade máxima do reservatório, projeto hidráulico, viscosidade do fluido bombeado e presença de sólidos em suspensão. Existem vários tipos e modelos de bombas, para variadas aplicações definidas pelas características do processo. Bombas centrífugas, bombas peristálticas, dosadoras de pistão/diafragma, bombas de engrenagens, bombas de rotor helicoidal, bombas submersas e submersíveis representam apenas alguns exemplos.
Os tipos de maior aplicação na indústria são as bombas centrífugas, por apresentarem um excelente desempenho no deslocamento de fluidos. O princípio de funcionamento de uma bomba centrífuga é a sucção de fluido através do seu rotor que pode ser aberto ou fechado. O rotor é o componente responsável pelo deslocamento e transporte do fluido. Para fluidos mais viscosos e com partículas sólidas utilizamos rotores abertos a fim de equalizar o bombeamento evitando vibração no conjunto.
Para fluidos menos viscosos, principalmente água aplicamos rotores fechados o que transfere ao conjunto uma excelente produção de bombeamento.
A força centrífuga cria uma pressão dentro da voluta da bomba ocasionando o choque do fluido contra as paredes da mesma fazendo com que o fluido seja empurrado no sentido de saída da voluta em direção do recalque. Desta relação sucção/recalque é gerado o bombeamento do fluido que se afasta sob pressão do centro do rotor para as extremidades transferindo de maneira eficiente o fenômeno da força centrífuga.
A bomba centrífuga é composta de um eixo central que sustenta o rotor, equilibrado em dois mancais de rolamento fixados em alojamentos lubrificados com graxa ou óleo dependendo da rotação e da viscosidade do fluido bombeado, vedados com tampas ou retentores para evitar o vazamento do lubrificante.A carcaça pode ser do tipo voluta em formato de caracol ou tipo difusor aplicado em bombas multiestágio. A vedação do conjunto voluta/rotor se dá através de gaxetas ou selo mecânico.
As bombas podem ser monobloco onde o motor elétrico aciona a bomba diretamente no eixo(motobombas) vedados por selo mecânico compostas geralmente de rotor fechado para bombear fluidos isentos de abrasivos. Quando a característica do fluido se altera para um grau de abrasividade ou corrosão podemos utilizar bombas especiais
construídas em aço inoxidável. As bombas projetadas para serem acionadas por motores elétricos são unidas por acoplamenro que podem ser flexíveis ou rígidos, são classificadas como bombas tipo mancal, podem ser vedadas por selo mecânico ou tradicionalmente por gaxetas.
A rotação das bombas pode ser controlada e monitorada por sensores de viscosidade dos fluidos bombeados nos processos alterando a mesma sempre que for relevante para sistema. A lógica da automação do sistema vai depender do nível de conhecimento que os profissionais envolvidos tiverem deste processo. Por isto é imprescindível que estejamos inseridos no desenvolvimento do processo como todo. Esta é a importância de se conhecer detalhes construtivos das bombas e particularidades da receita que define as qualidades e característicads do produto final.
