Radiometria na indústria: Quando a tecnologia de medição convencional atinge seus limites

A medição radiométrica é um método físico que utiliza as propriedades da radiação gama ao atravessar a matéria. Dependendo da densidade e da espessura do material atravessado, a radiação é atenuada em diferentes intensidades. Essa atenuação pode ser medida com precisão e convertida em dados de processo seguros.
Uma vantagem decisiva: a medição é realizada totalmente pelo lado de fora. Os sensores não entram em contato com o produto processado e medem através de paredes de tubos ou reservatórios. Por isso, a tecnologia de medição radiométrica é especialmente adequada para aplicações exigentes e críticas em termos de segurança.

Um sistema de medição radiométrica é composto essencialmente por três componentes:

• Fonte de radiação
  São utilizados isótopos radioativos encapsulados e de longa vida útil, como césio‑137 ou cobalto‑60. Eles emitem continuamente radiação gama de alta energia. A escolha do isótopo depende da aplicação: enquanto o césio‑137 é adequado para medições de nível e densidade o cobalto‑60, devido à sua energia mais elevada, é empregado principalmente em reservatórios de paredes espessas ou em tubulações de grande diâmetro. 

• Reservatório de proteção contra radiações
  O reservatório de proteção contra radiações VEGASOURCE blinda a fonte de radiação de forma confiável em todas as direções e permite que a radiação saia apenas pelo feixe definido.

• Detector
  O detector é o elemento central da medição radiométrica, pois a radiação gama emitida pela fonte atravessa o produto processado e chega ao detector. A VEGA utiliza o princípio da detecção por cintilação, no qual um cintilador - geralmente um material plástico orgânico (PVT ou PS) ou um cristal como iodeto de sódio (NaI) - converte as partículas gama incidentes em pequenos flashes de luz (cintilações). Esses sinais de luz são então captados por um fotomultiplicador (PMT), amplificados e convertidos em impulsos elétricos. Esses impulsos são contados, motivo pelo qual se fala no princípio do “tubo de contagem”. Quanto mais radiação chega ao detector, maior é o número de impulsos gerados.

O inverso também é verdadeiro: quanto mais denso ou espesso o material atravessado, maior a atenuação da radiação e menor a taxa de contagem medida pelo detector. A partir dessa relação inversa, é possível determinar com precisão grandezas como nível de enchimento, densidade, nível limite, interfaces ou fluxo de massa. A eletrônica de avaliação integrada dos sensores da VEGA converte esses impulsos de contagem em um valor de medição. Os detectores cintiladores da VEGA são considerados padrão para aplicações exigentes devido à sua construção robusta e alta sensibilidade. Para uso em áreas Ex e para geometrias complexas ou grandes faixas de medição, eles estão disponíveis em diferentes formatos e comprimentos.

A tecnologia de medição radiométrica está entre os métodos mais confiáveis da instrumentação de processos industriais. Veja as principais vantagens:

Sem contato, sem desgaste e com baixa necessidade de manutenção
Como nenhum componente elétrico entra em contato com o produto processado, não há desgaste mecânico. Vedações, partes móveis ou fadiga de material causada por esforços químicos ou térmicos desaparecem completamente. A manutenção dos sensores torna‑se muito mais simples, já que eles não exigem limpeza nem recalibração periódica durante a operação.

Detetores radiométricos medem de forma segura e sem contato através de recipientes maciços e de paredes espessas, independentemente de altas temperaturas e pressões de processo.

Seja em temperaturas extremas, flutuações de pressão, vapor, condensado ou incrustações - sensores radiométricos fornecem valores de medição estáveis e reprodutíveis, independentemente das condições ambientais, pois não ocorre reflexão de sinal nem perturbação do campo de medição dentro do processo.

Alta segurança no processo, mesmo com produtos agressivos e tóxicos
Especialmente em produtos altamente agressivos, abrasivos ou tóxicos, a medição sem contato - através das paredes de tubos ou reservatórios e independente do produto - aumenta significativamente a segurança para as pessoas e para o sistema. A tecnologia de medição radiométrica fornece valores de medição confiáveis mesmo em ácidos, solventes ou lamas altamente alcalinas.

Instalação fácil e retrofit flexível
Sem necessidade de modificações e, na maioria dos casos, também sem interrupções do processo, sistemas radiométricos podem ser instalados posteriormente em plantas já existentes. O detector e o reservatório de proteção contra radiações são montados externamente no tubo ou reservatório. A integração aos sistemas de controle existentes é realizada por meio de interfaces analógicas ou digitais. Para isso, a VEGA oferece uma ampla variedade de acessórios de montagem para todos os diâmetros de tubulações ou tipos de reservatório, além de suporte detalhado para dimensionamento e auxílio nos processos de aprovação.

A tecnologia de medição radiométrica é utilizada sempre que métodos de medição convencionais atingem limites físicos, químicos ou mecânicos. Nas aplicações típicas a seguir, fica claro por que a medição radiométrica tornou-se indispensável em muitos setores - seja para garantir a segurança do trabalho, a continuidade do processo ou a qualidade. Enquanto a radiometria contorna as limitações da tecnologia de medição convencional por meio de um princípio de atuação externa e fisicamente independente, os sensores capacitivos, hidrostáticose ópticos necessitam de contato com o produto e sofrem com incrustações, formação de espuma ou química agressiva. Quando há vapor, variações de pressão ou materiais que absorvem muito a radiação, radare ultrassom atingem seus limites.

Medição de fluxo de massa
Em correias transportadoras ou em transportadores helicoidais, a tecnologia de medição radiométrica permite uma medição de fluxo de massa sem contato - ideal para materiais abrasivos ou quentes, como minério, cimento, carvão ou recicláveis. Enquanto sistemas de pesagem clássicos em transportadores de correia são suscetíveis a falhas e exigem muita manutenção, a solução radiométrica funciona de forma independente da velocidade da correia, do perfil de carga e das influências do ambiente.

Os princípios de medição convencionais são eficientes e econômicos em muitas aplicações. Sob condições extremas, porém, eles chegam aos seus limites. A radiometria, portanto, não se entende como um substituto, mas como um complemento altamente especializada dentro da instrumentação industrial.

Ela possibilita medições em pontos "imensuráveis" e contribui de forma decisiva para a estabilidade do processo, a disponibilidade das instalações e a segurança do trabalho - seja para nível, densidade, limite de nível, interface ou fluxo de massa.

Sob condições extremas, porém, seu funcionamento sem contato com o produto, a independência em relação a ambientes severos e a alta precisão de medição fazem dela um componente indispensável da moderna instrumentação industrial e para operadores de instalações industriais complexas.

Quem enfrenta temperaturas extremas, produtos agressivos ou condições de instalação complexas encontra na tecnologia de medição radiométrica uma solução robusta, segura e economicamente vantajosa a longo prazo.