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Sistema de Medição de Produção de Etanol

O etanol é simplesmente o álcool mais conhecido da humanidade: resquícios de sua utilização remontam ao período neolítico. Desde milênios, a espécie humana vem fermentando produtos provenientes das colheitas, obtendo uma variedade de bebestíveis com teores alcoólicos variados.

Etanol como combustível

Cogitado, no início da era automobilística, como alternativa para propelir veículos dotados de motores a explosão, o etanol acabou descartado na época, tendo em vista alternativas economicamente mais viáveis e tecnicamente menos complexas, como a gasolina e o óleo Diesel.

Batidas “de pino”

Muito cedo, por volta do início do século XX, a indústria automotiva se defrontou com a preignição, fenômeno que provoca perda de potência em motores. Novamente, duas alternativas técnicas resolviam este problema: a aditivação com álcool anidro, ou com Chumbo Tetraetila. Muito mais barato, o composto de Chumbo acabou se tornando a alternativa lógica.

Insalubridade

Embora combustíveis fósseis gerem gases como o Dióxido e o Monóxido de Carbono, ambos potencialmente danosos, o Chumbo tem efeitos tóxicos que podem evoluir em demência e envenenamento, além de poluição ambiental, motivo pelo qual seu uso foi descontinuado a partir da década de 1.970.

O etanol tornou-se então a alternativa única embora vantajosa para redução da preignição, assegurando octanagem superior, e redução das emissões.

Proalcool

Outra década se passou até o governo brasileiro incorporar a idéia do veículo totalmente movido a etanol hidrato. Em décadas de evolução, os primeiros motores adaptados cederam espaço para motores dotados de centrais de controle inteligentes, capaz de reconhecer o combustível existente no tanque, e adequar a queima cada cilindro, individualmente.

Mercado receptivo

A continuidade da demanda de etanol viabilizou investimentos em infraestrutura produtiva. O controle de produção de uma usina de etanol é medida pelo volume gerado periodicamente, já corrigido à temperatura de 20ºC, considerando que o produto se expande com o aumento de temperatura. O álcool (etanol) é recebido do processo de modo contínuo, que pode ser medido via vazão. O total de volume acumulado periodicamente resulta da integração dessa vazão. A temperatura deve ser monitorada, assim como a densidade, de modo a possibilitar a normalização desses dados a 20ºC. A integração pode ser obtida através de rotâmetro associado a gerador de pulsos, embora existam diversos processos de medição de vazão, inclusive ultrassônicos ou eletromagnéticos, portanto higiênicos, não-invasivos nos processos. A temperatura tem igualmente várias alternativas de medição, a começar do sensor, que pode ser termopar ou bulbo resistivo.

Densimetria

Consiste de medir-se a profundidade alcançada por um bulbo com massa padronizada, mergulhada no líquido analisado. Tão logo o bulbo se estabilize, a interface líquido-ar indicará uma leitura em escala graduada. Na conversão deste fenômeno para sinal eletrônico, o problema se resume a medição de deslocamento linear, eventualmente linearizado.

Cômputo de volume

Um equipamento denominado Computador (ou Integrador) de Vazão recebe as informações de vazão, densidade e temperatura, e integra o volume normalizado para 20ºC, possibilitando registrar a produção e a produtividade.

São duas as maneiras de executar o cômputo do volume: a analógica e a digital. Na tecnologia analógica, variáveis que normalmente já são indicadas via sinais analógicos devem ser convertidas para escalas padronizadas, passando para estágios multiplicadores/divisores, operantes via modulação em largura de pulsos, que produzem saídas analógicas; a integração passa a depender de um VCO, cujos pulsos são acumulados em contador. Nos estágios digitais, embora o cálculo matemático seja extremamente simples, os sinais necessitam de conversão análogo-digital codificada em sistema binário, antes de seguir para o cômputo e a integração.