Medidores Nucleares na Instrumentação Industrial – por que considerar seriamente essa tecnologia?

Você já ouviu falar sobre Medidores Nucleares?

Todas essas mudanças que acontecem na indústria podem afetar você, profissional de instrumentação.

Não é segredo para ninguém que as empresas cobram cada vez mais de você praticidade e eficiência na entrega de produtos e serviços.

Por esta razão, a urgência deste texto. Pretendemos trazer conteúdo para você que busca se desenvolver, progredir na carreira e, futuramente, quem sabe, alcançar cargos de diretoria na indústria que trabalha.

Por isso, é bom entender por que, para muitas indústrias, alcançar novos patamares de produção começa com o investimento em Instrumentação Industrial.

Assim, o avanço contínuo da instrumentação industrial têm premissas básicas e bem definidas.

São elas:

Tais objetivos devem estar na ponta da língua de todo instrumentista industrial.

Se você é um instrumentista que deseja crescer na profissão e um dia se tornar um engenheiro, deve saber mais sobre medidores nucleares.

Os profissionais da Instrumentação Industrial, sejam técnicos ou engenheiros, devem estar sempre atentos quanto à produtividade da planta que são responsáveis.

O meio ambiente de trabalho que tem fontes radioativas precisa de um serviço de radioproteção específico. Por exemplo, equipamentos de gamagrafia terceirizados e de origem estrangeira são grandes riscos para segurança do trabalho na indústria onshore e offshore.

Levando em consideração os motivos já apontados e os que ainda serem apresentados, entender mais sobre os radiométricos é fundamental.

Nesta postagem você vai encontrar os seguintes tópicos relacionados aos instrumentos radiométricos:

A tecnologia radiométrica aplicada à instrumentação industrial diz respeito aos medidores nucleares que utilizam fontes radioativas para desempenhar suas funções.

Mas para falar disto, vamos fazer uma resumida introdução ao assunto, destacando o surgimento e a importância da instrumentação industrial.

Breve histórico da instrumentação e da radiometria

Os primeiros registros do uso da instrumentação industrial foram em meados do século XVIII, na Inglaterra, com o aperfeiçoamento dos métodos de fabricação artesanal.

Com o passar do tempo, a instrumentação e, consequentemente, a automação industrial foram se aperfeiçoando devido às necessidades das operações de cada setor industrial.

Ou seja, a Automação Industrial nada mais é que um sistema automático composto pela interligação de instrumentos receptores, indicadores remotos e locais, registradores, transmissores, controladores, válvulas, alarmes de segurança e muitos outros.

Todo esse conjunto operando com uma simples função: fornecer de maneira precisa e eficaz todas as variáveis dos processos ao Nível 3 da Pirâmide de Automação Industrial.

Inclui-se neste conjunto de instrumentos as chaves e transmissores de nível de tecnologia radiométrica.

A Medição de Nível é uma das principais áreas da instrumentação industrial que utiliza equipamentos radiométricos.

A novidade que os radiométricos trazem para as instalações industriais é a radiação.

O grande diferencial dos instrumentos radiométricos é a possibilidade de medição sem nenhum contato com o produto mensurado.

A tecnologia radiométrica utiliza a emissão de Raios Gama para a detecção da variável de um processo industrial.

Este é exatamente o motivo que deixa tantos instrumentistas e profissionais de segurança do trabalho com receio de usar os radiométricos.

O que é e como é medida a radiação nuclear

Radiação nuclear é o nome dado às partículas ou ondas eletromagnéticas quando estão em processo de reestruturação interna para atingir estabilidade nuclear.

Sendo a radiação nuclear produto da busca pela estabilidade nuclear, é válido lembrar que esta não tem correlação com nenhum tipo de desintegração. Assim, a taxa de mudanças dos átomos instáveis em um determinado instante é denominada de Atividade.

Essa atividade é medida em unidades como a Becquerel (Bq) ou Curie (Ci).

Uso de tecnologia radiométrica na instrumentação industrial

A maior dúvida em relação aos radiométricos não diz respeito à sua confiabilidade de medição, mas sim a sua segurança. Afirmamos que sim.

O uso de tecnologia radiométrica é tão seguro quanto qualquer outro tipo de tecnologia, desde que todas as normas sejam seguidas.

Salientada essa questão inerente à qualquer uso de fontes radioativas, vamos ao uso da tecnologia radiométrica na instrumentação industrial de fato.

Hoje, a emissão dos Raios Gama na indústria é comumente oriunda do isótopo Césio 137 (Cs-137).

O material radioativo dos radiométricos fica seguro em um pellet cerâmico duplamente encapsulado em inox.

O encapsulamento da fonte bloqueia qualquer outro tipo de irradiação. Assim, em conjunto com a blindagem onde o material se encontra, somente os raios gama passam pelo ângulo de colimação.

Além disso, todas as fontes possuem um obturador manual ou automático. Sua função é impedir mecanicamente a emissão de raios quando o processo a ser medido está inoperante. Essa combinação de duplo encapsulamento e blindagem reduzem drasticamente a exposição de radiação.

Vale lembrar que existe sim, um campo de radiação fraco entorno da fonte quando o obturador estiver na posição “aberta”.

Porém, essa exposição à radiação é mínima. É menor do que a radiação que somos expostos em radiografias dentárias.

Os cuidados de radioproteção adequados excluem qualquer risco a mais de efeitos da radiação no corpo humano.

Composição de um sistema radiométrico

Todo sistema radiométrico é composto por três componentes básicos:

O detector, quando colocado em um campo de radiação, deve não somente indicar a presença desta, mas também ser capaz de fornecer dados para a avaliação de características como repetibilidade, produtividade, estabilidade, exatidão, precisão, sensibilidade e eficiência.

As fontes radioativas possuem material radioativo, na maioria das vezes Cobalto (Co-60) e Césio (Cs-137), que são encapsulados em módulos cerâmicos e então dispostos dentro das blindagens chumbo. Toda essa configuração é capaz de absorver a radiação gama até os limites permitidos.

Para que a medição seja feita, os raios gama apenas são emitidos através do ângulo de colimação. Este pode ser interrompido a qualquer momento pelo obturador, componente móvel da fonte radioativa que pode ser atuado manualmente ou automaticamente, com a função de “fechar” o ângulo de colimação, impedindo a passagens dos raios.

Desta forma, fica ainda mais nítido que os medidores que utilizam a radiação podem ser usados para indicação e controle de materiais de manuseio extremamente difíceis como os corrosivos, abrasivos, muitos quentes, sob pressão elevadas e até mesmo com alta viscosidade.

Além do produto a ser medido, é preciso sempre levar em consideração o meio em que ele está, verificando-se o material do tanque ou tubulação, se existe ou não presença de revestimento ou forro. Todos esses fatores serão decisivos para a correta mensuração da fonte radiométrica.

Dentre os métodos ou técnicas mais comuns de medição de nível estão a sonda capacitiva, o sistema de pesagem, sistemas ultrassônicos, entre outros.

Como funciona um instrumento radiométrico?

A medição de nível com tecnologia radiométrica funciona da seguinte maneira: a fonte radioativa, um isótopo de césio ou cobalto, emite radiação gama através do materiais do processo industrial. A medição é o resultado da absorção da radiação pelo produto, verificada por mudanças no nível do reservatório.

O sistema de medição radiométrico consiste em uma fonte, um reservatório/tanque e um transmissor compacto como um receptor.

É importante salientar que a configuração e quantidade das fontes e detectores é única para cada sistema, assim como a taxa de energia emitida por cada fonte.

Ou seja, a medida que o nível do produto aumenta no tanque, menos radiação atinge o detector consequentemente um número menor de contagens radioativas é “processada” e vice-versa.

Os medidores radiométricos operam sem contato com os produtos que estão dentro dos reservatórios, e a vantagem disso é que não sofrem influências físico-químicas como temperatura, pressão, viscosidade, poder abrasivo ou corrosividade.

É um equipamento bastante recomendável não só para a medição de nível pontual e contínuo, mas também para medir densidade, também em processos envolvendo sólidos e líquidos.

Além disso, sua instalação, calibração e até mesmo a atualização de sistemas obsoletos podem ser feitos sem que haja nenhuma interferência ou parada no processo industrial.

Por outro lado, as “desvantagens” do uso de instrumentos radiométricos são as rigorosas leis das agências reguladoras.

No Brasil a CNEN (Comissão Nacional de Energia Nuclear) estabelece normas e regulamentos em radioproteção. Trata-se da instituição responsável por regular, licenciar e fiscalizar a produção e o uso da energia nuclear no Brasil.

Cuidados relacionados ao uso de medidores nucleares

Hoje, temos no mercado uma série de fornecedores deste tipo de instrumento. Eles trabalham forte para melhorar suas tecnologias e dar o suporte pleno para a sua necessidade. Tratam-se de serviços desde a comercialização de equipamentos, passando pelo suporte técnico, pós-venda, até a assessoria e consultoria de radioproteção.

Contudo, uma empresa não pode simplesmente comprar medidores nucleares e operá-los conforme acharem necessários.

Para poder utilizar instrumentos com fontes radioativas é preciso que eles sejam licenciados junto a CNEN.

Trata-se de uma autorização obrigatória, seguindo também as leis trabalhistas, de meio ambiente e segurança do trabalho, quanto a presença de emissores radiométricos na planta.

O objetivo da CNEN é assegurar treinamento e instrução àqueles que trabalham diretamente com esse tipo de tecnologia.

Infelizmente, ainda existe um grande misticismo no uso de tecnologia radiométrica no mercado.

Talvez seja por medo do seu uso ou pela falta de informação. Por isso, esperamos ter tirado algumas dúvidas quanto aos radiométricos.

Portanto, os medidores nucleares que utilizam radiações apresentam a vantagem de não entrar em contato com os produtos medidos. Isso permite que os radiométricos meçam os tipos de processo mais extremos da indústria.

Por exclusão, a tecnologia de medição radiométrica é a ideal para processos altamente corrosivos, abrasivos, muito quentes, sob pressões elevadas e de alta viscosidade.

Esperamos que a partir de agora você tenha segurança para tratar sobre a importância dos medidores nucleares para a instrumentação industrial.

Falamos sobre suas principais funções e uso no dia a dia de uma indústria. O controle da medição de nível com medidores nucleares é uma atividade que está no cotidiano do instrumentação.

Preparamos um e-Book especial sobre essa área da instrumentação. Além disso, temos uma postagem com tudo que você precisa saber sobre Medição de Nível.

Para finalizar, ainda ressaltamos o contexto da Automação Industrial, área que os instrumentos radiométricos desempenham função primordial, ocupando o Nível 3 da Pirâmide.

Ainda falamos sobre os cuidados de radioproteção envolvendo as atividades que utilizam medidores nucleares.

O tema é bastante amplo e nosso objetivo foi apenas sanar as principais dúvidas em relação aos medidores nucleares.

Compartilhe com seus colegas que conhecem ou desconhecem totalmente o assunto e juntos desenvolvam ainda mais seus conhecimentos sobre instrumentação industrial.

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Obrigado pela leitura de todo esse material e até a próxima!

FONTES

• Mais de 35 anos de experiência em automação e controle de processos.
• Mais de 13 mil horas de engenharia de aplicação on-site.
• Mais de 5000 soluções de instrumentação desenvolvidas.
• SENAI. Automação: Fundamentos de Instrumentação.
• FRANCHI, C. L. Instrumentação de Processos Industriais: Princípios e Aplicações.
• SENAI. Programa de Certificação Pessoal de Instrumentação Básica.

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