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Prévia do material em texto

17Março/Abril 2011 :: Mecatrônica Atual
conectividade
MA50_Med_Vazao_v2.indd 17 13/6/2011 11:40:36
�
Editora Saber Ltda
Diretor
Hélio Fittipaldi
Associada da:
Associação Nacional
das Editoras de Publicações Técnicas, 
Dirigidas e Especializadas
Atendimento ao Leitor: atendimento@mecatronicaatual.com.br
Os artigos assinados são de exclusiva responsabilidade de seus autores. É vedada a reprodução total ou parcial 
dos textos e ilustrações desta Revista, bem como a industrialização e/ou comercialização dos aparelhos ou idéias 
oriundas dos textos mencionados, sob pena de sanções legais. As consultas técnicas referentes aos artigos da 
Revista deverão ser feitas exclusivamente por cartas, ou e-mail (A/C do Departamento Técnico). São tomados 
todos os cuidados razoáveis na preparação do conteúdo desta Revista, mas não assumimos a responsabilidade 
legal por eventuais erros, principalmente nas montagens, pois tratam-se de projetos experimentais. Tampouco 
assumimos a responsabilidade por danos resultantes de imperícia do montador. Caso haja enganos em texto 
ou desenho, será publicada errata na primeira oportunidade. Preços e dados publicados em anúncios são por 
nós aceitos de boa fé, como corretos na data do fechamento da edição. Não assumimos a responsabilidade por 
alterações nos preços e na disponibilidade dos produtos ocorridas após o fechamento.
Editor e Diretor Responsável
Hélio Fittipaldi
Revisão Técnica
Eutíquio Lopez
Redação
Elizabete Rossi
Publicidade
Viviane Galhardi
Designer
Diego Moreno Gomes
Colaboradores
César Cassiolato
Cesar da Costa
Denis F. Ramos
Eduardo Pinheiro
Evaristo O. Alves
Filipe Rodrigues Pereira
Francisco José Grandinetti
Marcio Abud Marcelino
Octavian Postolache
Paulo Antonio dos Santos
Auteliano A. dos Santos Júnior
Pedro Girão
www.mecatronicaatual.com.br
PARA ANUNCIAR: (11) 2095-5339
publicidade@editorasaber.com.br
Capa
Petrobras SA/Divulgação
Impressão
Parma Gráfica e Editora
Distribuição
Brasil: DINAP
Portugal: Logista Portugal tel.: 121-9267 800
Mecatrônica Atual é uma publicação da 
Editora Saber Ltda, ISSN 1676-0972. Redação, 
administração, publicidade e correspondência:
Rua Jacinto José de Araújo, 315, Tatuapé, CEP 
03087-020, São Paulo, SP, tel./fax (11) 2095-5333
ASSINATURAS
www.mecatronicaatual.com.br
fone: (11) 2095-5335 / fax: (11) 2098-3366
atendimento das 8:30 às 17:30h
Edições anteriores (mediante disponibilidade de 
estoque), solicite pelo site ou pelo tel. 2095-5330, 
ao preço da última edição em banca.
Nesta edição tratamos, entre outros artigos, sobre 
a “Medição de Vazão – 3ª Grandeza mais Medida 
nos Processos Industriais”. Avança em nosso país a 
implantação das indústrias que podem utilizar muito 
a medição de vazão, seja em estações de tratamento 
de água em residências, indústria alimentícia de refri-
gerantes, cervejas, sucos, leite até a medição de gases 
industriais e combustíveis.
A tendência nos próximos anos é crescer muito a 
produção de álcool, e com o pré-sal os combustíveis 
de origem fóssil. Assim, este artigo mostra um pouco desta área, contando rapida-
mente a história, sua importância na automação, controle de processos e os avanços 
tecnológicos.
Estamos em alerta para apresentarmos matérias em todas essas áreas, que podem 
auxiliar os nossos leitores nos desafios do dia a dia. Para tanto, pesquisamos o merca-
do frequentando feiras e eventos menores onde possamos encontrar novos produtos, 
softwares e serviços.
Em nossa página de notícias desta edição, mostramos as novas instalações da Jomafer 
em Guarulhos - São Paulo (www.jomafer.com.br), onde temos a prestação de serviços 
de corte a laser e a água. Pode parecer que o corte a água não tem muito mistério, 
mas muitas peças em aço precisam ser cortadas em chapas com até 300 milímetros 
de espessura e a precisão, rapidez e qualidade, só esta máquina pode fazer o serviço 
desejado, devido aqui no Brasil.
Não deixe de acompanhar a série de artigos sobre o primeiro e-Kart totalmente 
movido a eletricidade com KERS e controle de tração eletrônico, na revista Saber 
Eletrônica (www.sabereletronica.com.br). 
É o mesmo sistema utilizado pelas montadoras, nos carros híbridos que já estão 
circulando em nossas ruas. Este sistema da Infineon é uma família com várias capa-
cidades, servindo para controlar robôs, talhas, empilhadeiras, automóveis, carrinhos 
elétricos de transporte, próteses humanas de pé, perna, braço, etc... Ah! O projeto é 
totalmente aberto com software open source.
Submissões de Artigos
Artigos de nossos leitores, parceiros e especialistas do setor, serão bem-vindos em nossa revista. Vamos 
analisar cada apresentação e determinar a sua aptidão para a publicação na Revista Saber Eletrônica. Iremos 
trabalhar com afinco em cada etapa do processo de submissão para assegurar um fluxo de trabalho flexível 
e a melhor apresentação dos artigos aceitos em versão impressa e online.
Editorial
Hélio Fittipaldi
�
índice
Editorial
Eventos
Notícias
03
06
08
28
40
13
18
44
20
34
20
44
Medição de Tensões Mecânicas 
por Métodos Não Destrutivos
O que é a Tecnologia 
de Tempo Real?
Medição de Vazão - a 3ª 
Grandeza Mais Medida nos 
Processos Industriais
Entendendo as Reflexões 
em Sinais Profibus
Controladores de
temperatura PID
Modulação PWM nos 
Inversores de Frequência
Identificação de Sistemas na 
Otimização do Controle de 
Nivel em Regime Não Linear
MA50_Editorial.indd 4 13/6/2011 12:15:56
SE451_Noticias.indd 13 24/2/2011 12:41:41
�
eventos
literatura
Este livro tem o propósito de servir de livro-texto básico para diversos tipos 
de cursos na área de Eletrônica Digital, seja no contexto de graduação, licen-
ciatura, tecnologia ou em cursos de pós-graduação. A estrutura dos assuntos 
em dez capítulos e dois apêndices procurou seguir a natural organização 
de uma nova técnica de ensino de Lógica Programável, que, em relação ao 
ensino da tradicional Eletrônica Digital, não se alterou com o tempo. Somente 
foram introduzidos novos conceitos de projeto, simulação e teste de circuitos 
digitais com a linguagem VHDL, parecendo ser, por isso, uma metodologia 
apropriada, inclusive, permitindo ainda que o livro possa ser utilizado até 
mesmo para estudos individuais por principiantes.
Esta obra apresenta de forma didática os conceitos necessários para o leitor 
aprender como projetar e configurar sistemas digitais simples ou complexos 
como processamento de sinais DSP com dispositivos PLDs (FPGA e CPLD), 
aplicando lógica programável com VHDL.
Elementos de Lógica Programável com VHDL e DSP
Autores: Cesar da Costa, Leonardo Mesquita e 
Eduardo Pinheiro
Preço: R$ 112,00
Onde comprar: www.novasaber.com.br
Junho
Norma IEC 61131-3 para 
Programação de Controladores
Organizador: ISA – Distrito 4 (América 
do Sul)
Data: 07 e 08
Local: Hotel Mercure Times Square – Av. 
Jamaris, 100 - Moema – São Paulo/SP
www.isadistrito4.org.br
Autocom 2011
Organizador: Maxprint
Data: 07, 08 e 09
Local: Expo Center Norte, Rua José 
Bernardo Pinto, 333 - Pavilhão Verde - São 
Paulo/SP
www.ciab.org.br
Expedition 2011: Brasil, o clique da 
vez. Você está pronto?
Organizador: Agis Distribuição
Data: 09
Local: Plazza Mayor – Rua Coronel 
Fernando Prestes, 278 - Santo André/SP
www.agisexpedition.com.br
Pavilhões Internancionais tem 
destaque na Brasil OffShore 2011
Organizador: Brasil OffShore
Data: 14 a 17
Local: Centro de Exposições Jornalista 
Roberto Marinho - Rod. Amaral Peixoto, 
km 170 – São José do Barreto - Macaé/RJ
www.brasiloffshore.com
Conferência Intenancional da Brasil 
Offshore 2011
Abertura dia 14 de junho, horário 16 
horas.
Data: 15 a 17
Local: Centro de Exposições Jornalista 
Roberto Marinho - Rod. AmaralPeixoto, 
km 170 – São José do Barreto - Macaé/RJ
www.brasiloffshore.com
XXI CIAB - Congresso e Exposição 
de Tecnologia da Informação das 
Instituições Financeiras
Organizador: Federação Brasileira de 
Bancos
Data 15, 16 e 17
Local: São Paulo/SP
Informações: www.ciab.org.br ou 
www.febraban.org.br
EFD (PIS/CONFINS Novo X 
DACON Mensal ( versão 2.4) 
Organizador: edukaBRASIL
Data: 20
Local: Espaço T&D Paulista – Alameda 
Santos, 1893 - 1º andar – São Paulo/SP
www.anaabreu.com.br
Sintonia de Malha de Controle 
(PID)
Organizador: ISA – Distrito 4
Data: 20 a 22
Local: Hotel Mercure Times Square – Av. 
Jamaris, 100 - Moema – São Paulo/SP
www.isadistrito4.org.br
Entelco Telecon
Organizador: Mikro Tik MTCNA I
Data: 27 e 28
Local: Hotel Manibu – Recife/PE
MA50_Literatura.indd 6 13/6/2011 10:56:56
�2011 :: Mecatrônica Atual
//notícias
JOMAFER inaugura nova sede e novo 
serviço de corte a laser de tubos
Neste ano em que completa 33 anos de fundação, a Jomafer 
inaugura nova sede em Guarulhos – São Paulo. A reportagem 
da revista Mecatrônica Atual foi especialmente convidada pelo 
seu diretor José Mário para registrar este novo marco da vida 
da empresa.
Atendendo os segmentos de máquinas e equipamentos em 
geral, implementos agrícolas, rodoviários, informática, cons-
trução civil, concreto pré-moldado, arquitetura, comunicação 
visual e design, a Jomafer vem investindo, ao longo desses anos, 
em tecnologia avançada e mão de obra selecionada.
Em 1978 foram iniciadas as atividades da empresa com os 
serviços de corte e dobra de perfis especiais. Nos anos seguintes 
os investimentos foram direcionados para oferecer ao mercado, 
serviços com soluções em cortes de chapas.
O programa de modernização em 1995 foi concentrado na 
importação de dobradeiras e guilhotinas CNC. Nos últimos 
13 anos a Jomafer teve a certificação ISO 9000 renovada pe-
riodicamente, e no novo século entrou em atividade o serviço 
com Puncionadeira CNC, onde começou a produzir peças com 
furações e detalhes geométricos.
Em 2001, passou a oferecer serviço de corte com jato de água 
de alta pressão, sendo a única empresa da América do Sul com 
a máquina que corta chapas de aço de 300 milímetros, materiais 
compostos e não metálicos. Possui também as máquinas para 
corte a LASER para peças com geometrias complexas e bom 
acabamento.
Com a nova planta inaugurada agora, entra também um 
novo serviço à disposição dos clientes que é o corte a LASER 
de tubos, seguido nos próximos meses também ao serviço de 
curvamento dos mesmos. Assim, a empresa vem acompanhando 
a evolução do mercado brasileiro e sempre com a utilização de 
equipamentos de última geração para ter o melhor TCO. Saiba 
mais em www.jomafer.com.br
MA50_Noticias.v4.indd 7 13/6/2011 11:18:49
� Mecatrônica Atual :: 2011
//notícias
Acionamentos de alto desempenho 
para instalações portuárias
Motorredutores sob cargas extremas
Para este propósito, a NORD pode especificar e fornecer 
motorredutores com eixo helicoidal e inversores de frequ-
ência produzidos pela própria empresa. Os motorredutores 
para pontes rolantes e trolleys aplicam-se em faixas de 
desempenho de até 160 kW com uma grande variedade de 
relações de transmissão.
Disponível em designs de duas ou três fases com eixo 
vazado ou sólido, os usuários podem escolher entre modelos 
com uma base de suporte, modelos com flange e modelos 
montados no eixo. Todos os modelos são equipados com o 
mesmo corpo, com economia de espaço que permite uma fácil 
integração. Motores utilizados em pontes rolantes e trolleys 
costumam operar ininterruptamente em portos muito ocu-
pados. No entanto, se o volume de negócios diminui devido 
às condições de mercado, algumas instalações de carga podem 
ficar paradas por longos períodos de tempo. A norma de 
construção dos motores deve, obviamente, assegurar que a 
operação normal pode ser diretamente retomada após cada 
paralisação prolongada. Além desses fatores de carga em cons-
tante alteração, as recorrentes condições climáticas rigorosas 
e as temperaturas extremas, bem como a água salgada em 
ambientes marítimos, requerem um material anti corrosão 
adequado a longo prazo. Se necessário, os motorredutores da 
NORD estão disponíveis com proteção IP55 ou IP66. Todos 
os modelos também estão disponíveis nas versões ATEX.
Diante de um fluxo incessante de cargas com várias tonela-
das, os acionamentos das pontes rolantes portuárias estão sob 
constante pressão. Os usuários necessitam e exigem soluções 
confiáveis que proporcionem uma dinâmica excelente, precisão 
de posicionamento, e uma eficiente relação custo/benefício. Deste 
modo, os motores da ponte rolante e dos trolleys utilizados em 
gruas de estaleiro ou terminais de contentores requerem sis-
temas mecânico e eletrônico especializados e adequados a esta 
exigente área de aplicação.
As pontes rolantes desempenham um trabalho simples: elas 
transportam uma carga de um local específico para outro. A fim 
de realizar de forma confiável e garantir um nível de precisão 
suficiente durante a operação, elas dependem de um acionamento 
que foi idealmente adaptado para esta tarefa. “As pontes rolantes 
são equipadas com motorredutores com freios integrados. Estes 
são combinados com inversores de frequência para um perfil de 
controle de aceleração e velocidade centralizado”, explica João 
de Souza Moreira, Diretor Geral da Nord Drivesystems Brasil.
Uma vez que as pontes rolantes portuárias manuseiam cargas 
extremamente grandes, seus motorredutores são desenvolvidos 
para suportar elevadas forças radiais e axiais. Elas também dispo-
nibilizam um conjunto de funções especiais: permitem uma partida 
suave com alto torque de partida, garantem movimentações 
virtualmente sem choques, facilitam a sincronização de diversos 
acionamentos, oferecem funções poderosas de elevação, e permi-
tem eficiente frenagem regenerativa via rampas parametrizáveis. 
Depois que um fabricante decide por uma pré-seleção de acio-
namentos, nós sugerimos faixas de potência de acordo com as 
especificações do cliente, refere João de Souza Moreira.
Produtos
UMC3000: Sensor com superfície em 
metal para sensoriamento direto
O sensor à prova de água cumpre os requisitos IP68/69k
O novo UMC3000 eleva o desempenho do sensor ultrassônico 
em ambientes rigorosos para um nível completamente novo. 
A caixa sem soldagem, em 100% aço inoxidável e o sistema de 
cabos com resistência química permitem a monitorização e o 
controle ultrassônicos em áreas anteriormente consideradas 
impossíveis de solucionar. Dois conceitos de caixas solucionam 
uma variedade de aplicações.
Um tubo com design sem soldas, próprio para produtos alimen-
tares, cumpre as rigorosas normas do setor alimentar e das 
bebidas, enquanto um modelo roscado, com 30 mm de diâmetro 
é particularmente adequado para máquinas agrícolas e outras 
instalações exteriores. A indicação LED para presença de alvo e 
alimentação é equipamento de série em todos os modelos.
Resumo das principais características:
Design completamente selado cumpre as normas IP 68/69K;
Superfície e cano sensores em aço inoxidável (Grau: 1.4404 
(V4A, AISI 316L);
Amplitude do sensor totalmente ajustável de 200 a 3000 mm;
Modelos de saída analógicos e de parâmetros configuráveis;
Cumpre as diretrizes da EHEDG* «Hygienic Design».
*EHEDG: European Hygienic Engineering & Design Group 
(Grupo europeu de engenharia e design higiênicos) 
•
•
•
•
•
Portugal
Sales Department 
tel: +349 4 4535020 
fax: +349 4 4535180 
sov@es.pepperl-
fuchs.com
Alemanha 
SCHMITT Irmtraud 
tel: +49 621 776-1215 
fax: +49 621 776-2505 
ischmitt@de.pepperl-
fuchs.com 
MA50_Noticias.v4.indd 8 13/6/2011 11:19:38
�2011 :: Mecatrônica Atual
//notícias
Pontes rolantes em estaleiros, containers e outras instalações portuáriasexigem 
sistemas de acionamentos mecânico e eletrônico altamente confiáveis.
Para os construtores e operadores de pontes rolantes, ob-
ter soluções completas de fornecedores especializados é o 
caminho mais fácil para satisfazer estas exigências.
As pontes rolantes são comparáveis com máquinas 
de série ou máquinas para fins especiais?
JSM: Na medida em que se possa fazer essa comparação, 
existem apenas alguns fabricantes de pontes rolantes que 
constroem uma ponte rolante gigante ship-to-shore por dia. 
Logo, a construção de pontes rolantes pode ser comparada 
a fabricação de máquinas modulares com finalidades especiais 
- e as nossas soluções de acionamentos são uma ótima cor-
respondência para estas aplicações.
A NORD é um fornecedor especializado em siste-
mas de acionamento para pontes rolantes. Em que 
consistem estes pacotes completos?
JSM: Fornecemos uma tecnologia de acionamento 
confiável e com eficiente relação custo/benefício para todos 
os tipos e tamanhos de pontes rolantes e trolleys. A nossa 
vasta gama de produtos mecânicos, elétricos e eletrônicos 
nos permite criar soluções de acionamentos a partir de uma 
única fonte. Os produtos com proteção IP55 e IP66, bem 
como as versões protegidas contra corrosão e pó com um 
revestimento especial, garantem uma elevada proteção e um 
maior tempo de vida útil mesmo sob condições ambientais 
rigorosas e durante longos períodos de parada, como acon-
tece no funcionamento sazonal.
Estão disponíveis vários modelos de inversores de frequência 
com um desempenho de até 160 kW que possibilitam funções como 
partida suave, frenagem regenerativa, o funcionamento sincronizado 
e a elevada precisão de posicionamento. Além disso: criamos um 
novo microsite dedicado a soluções de acionamento para aplicações 
de pontes rolantes em www.cranes.nord.com.
Além dos terminais de containers, quais são as aplica-
ções típicas para pontes rolantes equipadas com aciona-
mentos NORD?
JSM: As pontes rolantes industriais são utilizadas, por exemplo, 
em fundições, em fábricas de construções em aço, na construção 
de navios, centrais elétricas e engenharia pesada. Os tipos menores 
também são utilizados em oficinas. Atulamente, existem aproxi-
madamente 700 construtores de máquinas que fabricam pontes 
rolantes. Desses, cerca de 15 constroem pontes rolantes portuárias 
gigantes.
Entrevista:
João de Souza Moreira, da 
NORD Drivesystems
A NORD Drivesystems persegue um objetivo 
ambicioso: “Gostaríamos de ver, pelo menos, uma 
ponte rolante em cada um dos principais portos 
mundiais equipada com as nossas soluções de 
acionamento”, refere-se João de Souza Moreira 
(CEO).
Pergunta: Quais são os desafios espe-
ciais enfrentados na seleção do sistema 
mecânico e eletrônico dos motores para 
pontes rolantes instaladas em estaleiros 
ou terminais de contentores?
João de Souza Moreira: Os sistemas de 
acionamentos utilizados nas pontes rolantes e 
nos trolleys têm de incluir um design robusto, 
serem resistentes ao desgaste e possuir carac-
terísticas, tais como excelente dinâmica e movi-
mentos precisos. Simultaneamente, os usuários 
procuram também um custo total econômico. 
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10 Mecatrônica Atual :: 2011
//notícias
Investimentos no Brasil são 
prejudicados pelos custos 
da energia elétrica
pode crescer mais e acrescentar R$ 695 bilhões ao PIB até 2020. 
“Isso representa economia do tamanho da África do Sul e três 
vezes a do Chile”, informou Garcia.
Segundo ele, o custo de energia no Brasil cresceu mais 
rapidamente do que no resto do mundo e isso trouxe graves 
consequências à balança comercial. “De exportador de alguns 
produtos, como material de construção, passamos a ser im-
portadores, e hoje acumulamos um déficit de US$ 3 bilhões. 
Para conviver com uma taxa de câmbio valorizada, precisamos 
tomar outras providências para reduzir os custos e aumentar a 
competitividade.” conclui.
Os altos custos da energia elétrica no Brasil atrapalham 
as indústrias de alumínio que reduziram em 10% a capaci-
dade produtiva no país nos últimos seis anos. “Fábricas de 
outros setores de uso intensivo de energia também estão 
fechando as portas”, afirma o coordenador da Comissão 
de Energia da Associação Brasileira da Indústria de Alumí-
nio (Abal), Eduardo Spalding, que participou do seminário 
Energia Elétrica: Fator de Competitividade da Indústria, 
realizado em março pela Confederação Nacional da In-
dústria (CNI) em parceria com a Associação dos Grandes 
Consumidores Industriais de Energia e de Consumidores 
Livres (Abrace).
De acordo com Spalding, os custos da energia pratica-
mente dobraram nos últimos seis anos e hoje o Brasil tem 
a terceira tarifa mais cara do mundo. “Isso inibe investimen-
tos e, se nada for feito, nos próximos dez anos haverá um 
aumento de mais de 20% no custo da energia industrial”, 
informou. Ele destacou que o custo de produção de uma 
tonelada de alumínio alcançava US$ 1.069 em 2003, e a 
conta de energia representava 33% desse total. Em 2008, 
o custo de produção saltou para US$ 1.991 a tonelada, em 
que 44% representavam os gastos com energia. “O preço 
da energia condena de forma inexorável a indústria”, diz 
Spalding, que também integra o Conselho Temático de 
Infraestrutura da CNI.
Segundo o presidente da Abrace, Paulo Pedrosa, além 
de contribuir para o fechamento de empresas no país, 
os elevados custos da energia elétrica comprometem o 
emprego e a renda dos brasileiros. Também pressionam a 
inflação e prejudicam as exportações. “Todas essas variá-
veis têm uma correlação muito grande com o preço de 
energia”, completou Pedrosa.
Para o presidente, o primeiro passo para a redução 
da tarifa é retirar a carga tributária e os encargos, que 
representam mais de 50% dos valores cobrados dos 
consumidores de energia. O presidente da Abrace acres-
centou que os custos dos programas sociais não devem ser 
repassados às contas de luz, mas absorvidos pelo orçamento da 
União. “Isso seria benéfico para o próprio governo, que poderia 
aumentar a arrecadação a partir de um crescimento do Produto 
Interno Bruto (PIB).”
Considerada pela CNI como um dos pilares da competitivida-
de, a desoneração tributária e de encargos das tarifas de energia 
é a principal proposta do estudo Efeitos do Preço da Energia no 
Desenvolvimento Econômico – Cenários até 2020, feito pela 
Fundação Getúlio Vargas (FGV) em parceria com a Abrace. De 
acordo com o coordenador do Projeto Energia Competitiva da 
FGV, Fernando Garcia, com a desoneração das tarifas, o Brasil 
Estudo confirma que a desoneração das tarifas melhora a competitividade 
da indústria e aumenta o ritmo de crescimento da economia
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112011 :: Mecatrônica Atual
//notícias
Nova geração de computadores 
industriais embedded com 
processadores Intel® Atom™ D525/
D425 e interface de display integrado
(230,6 x 133,0 x 44,4 mm), e proporciona grandes recursos de 
I/O. Possui portas seriais 1 x RS-232, 1 x RS-232/422/485, com 
controle de auto fluxo, 4 x hi-speed USB 2.0, 2 x Giga-LANs, DIO, 
line-out e LVDS. E o slot de expansão do módulo de comunicação 
1 x Mini PCIe embutido suporta um soquete CF externo e um 
HDD SATA 2,5”. O ARK-1503 também suporta uma ampla 
temperatura de operação de -20 ºC a 60 ºC.
Design de Interface com Display Integrado: 
I-Panel Link e Golden Finger
O ARK-1503 com interface de enlace I-Panel integra LVDS, 
USB, sinais de tx/rx, áudio e de corrente CC, através de um 
conector SCSI DB36, de forma que um único cabo suporta um 
painel de toque com energia, vídeo, áudio e info de toque. E a 
opção alternada golden finger , com 164 pinos, transporta tudo 
incluindo alimentação, vídeo (LVDS HDMI), áudio, USB, COM e 
sinalização em painel de toque; suporta um monitor de toque 
ITM atravésde acoplamento direto via golden finger, sem abso-
lutamente nenhum cabo, embora o sistema e o monitor possam 
ser atualizados de forma independente, para maior flexibilidade, 
melhor estabilidade e fácil instalação.
O ARK-1503 estará disponível no final de abril; por favor en-
trar em contato com o seu representante de vendas local. Para 
maiores informações sobre o produto, visite o nosso site na Web: 
www.advantech.com/applied-computing-systems/embe-
dded-computer/default.aspx
A Advantech (2395.TW) tem a satisfação de anunciar o 
sistema ARK-1503, um IPC embutido, compacto, sem ven-
tilação forçada, equipado com o processador Intel® Atom™ 
D525/D425, com suporte DDR3 e interface com display inte-
grado. Ele permite uma maior economia de energia, enquanto 
proporciona alto desempenho e uma grande capacidade de 
E/S (I/O). Oferece duas opções de conexão do monitor de 
toque, dependendo da aplicação em particular: I-Panel link ou 
Golden Finger. Uma tecnologia com design inteiramente novo 
simplifica as suas integrações de aplicação, através de soluções 
fáceis – ideais para aplicações no controle de automação de 
máquinas, em fábricas e quiosques.
Equipado com os mais recentes processadores single core 
(D425) e dual core Intel® Atom™ (D525), com memória DD3 
de até 2 GB (D425), e 4 GB (D525). Com controladores de 
memória e gráficos integrados, estes processadores propor-
cionam velocidades de renderização de núcleo de gráficos de 
200 a 400 MHz, enquanto mantêm uma excelente eficiência 
energética.
Além de velocidades mais altas e de um menor consumo de 
energia, o ARK-1503 também apresenta um design low profile 
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12 Mecatrônica Atual :: 2011
//notícias
ABB fortalece sua presença junto 
ao mercado Naval no Brasil
A ABB, grupo líder em tecnologias de potência e automação, 
planeja fortalecer seus negócios na área Naval no Brasil com o 
objetivo de atender de forma mais eficaz ao crescente mercado 
da América Latina.
A América Latina tornou-se rapidamente um mercado 
estratégico para a área de negócios Marine (Naval) da ABB. 
Planos futuros incluem o estabelecimento de uma nova fábrica 
de unidades de propulsores do tipo Azipod® C - Compacto, 
um centro de serviços marítimos e um centro especializado 
em unidades Azipod®, que vão auxiliar a ABB a servir ao rápido 
crescimento da indústria de construção naval do Brasil, cum-
prindo os requisitos de conteúdo local.
“As soluções inovadoras e os produtos de qualidade da ABB 
conquistaram nossa posição de liderança nos segmentos de 
navio de alto valor agregado, como navios-sonda, plataformas 
de perfuração semi-submersíveis, navios de apoio offshore e 
navios-tanque”, disse André Luiz Silva - Gerente da unidade 
de negócios Marine & Cranes no Brasil. “Nosso portfólio se 
encaixa bem nos planos e desenvolvimento da indústria naval 
brasileira, e os investimentos previstos pela ABB demonstram 
nosso compromisso e confiança no mercado local. Acreditamos 
que isso irá nos proporcionar um posicionamento preferencial 
no fornecimento de propulsores para as 28 unidades de navios-
sonda da Petrobras”, comenta André.
Várias regiões foram avaliadas para sediar a nova fábrica 
do Azipod®, incluindo Pernambuco, Santos e Rio de Janeiro, 
mas a decisão final ainda está pendente. A fábrica planejada 
terá capacidade de produção anual de mais de 30 unidades 
do Azipod®. O cronograma das obras permitirá a entrega dos 
propulsores, em tempo hábil, para as unidades de perfuração 
da Petrobras no Brasil.
Um centro de serviços no Brasil também faz parte dos 
planos para 2014. Terá profissionais dedicados e especializados 
em serviços para as unidades do Azipod®, além de uma oficina 
com ferramentas especiais para os serviços de manutenção e 
reformas. Esse centro de serviços também fornecerá peças 
sobressalentes ao mercado local.
A ABB (www.abb.com) é líder em tecnologias de po-
tência e de automação que proporcionam aos seus clientes 
dos setores industriais e de concessionárias a melhoria de sua 
performance enquanto reduzem seus impactos ambientais. O 
grupo ABB opera em cerca de 100 países e emprega em torno 
de 124.000 funcionários.
Para obter mais informações, contate a ABB:
Iracema Carvalho - iracema.carvalho@cl-a.com
tel.: (11) 3082-3977 – ramal 30
Paulo Pires - paulo.pires@cl-a.com
tel.: (11) 3082-3977 – ramal 28
Redução Sistemática de 
Custo de Energia
Como um fornecedor completo, a Endress+Hauser oferece 
não só um sistema de monitoramento eficiente de energia em 
conformidade com EMAS, ISO 1400 e EN16001, mas também o 
respectivo hardware e software e apoio a projetos profissionais. 
Equipes reúnem know-how muldialmente em áreas como geren-
ciamento de energia e dados operacionais, eficiência energética, 
comunicação e sistemas de barramento, bem como engenharia 
de automação.
A Endress+Hauser possui um dos maiores portfólios de pro-
dutos e serviços em tecnologia de medição industrial, mas, seu 
valor só pode ser acessado por meio da visualização e análise dos 
dados de energia obtidos. A Endress+Hauser oferece às empresas 
a possibilidade de implementar um sistema de monitoramento 
automático de energia que permite uma visão clara do consumo. 
Assim, o usuário pode:
• Monitorar o consumo de energia;
• Reduzir custos;
• Otimizar a operação da planta.
O monitoramento de energia, portanto, constitui o núcleo 
de um processo de melhoria contínua que, de acordo com em 
16001, resulta em um uso mais eficiente da energia.
Veja algumas vantagens:
• Otimização de picos de carga;
• Geração automática de relatórios individuais de energia;
• Detecção precoce da deterioração do desempenho;
• Análise e controle automático dos principais dados referentes 
ao consumo de energia;
• Controle contínuo do plano anual de energia;
• Faturamento de energia por centros de custo;
• Geração de previsões de demanda de energia para diferentes 
zonas de produção;
• Melhoria dos processos mensais de análises de comunicações;
• Documentação automática das emissões de CO2;
• Tendências de desvios (objetivos/comparação real).
Um conceito modular
A base para a redução de custos de energia é uma medição 
confiável de energia. Para registros de vapor, ar comprimido, 
calor, frio, eletricidade, gás e óleo, uma medida muito exata é 
um pré-requisito. Informativos dos resultados das medições 
são relacionados aos parâmetros de avaliação, quais sensores 
e normas de cálculo são utilizados. A escolha incorreta de 
um instrumento de medição ou a rejeição de uma apropriada 
compensação de pressão e temperatura, tanto em aplicações 
de gás como de vapor de água, pode levar a graves falhas de 
medição. Sistemas abertos e modulares de monitoramento de 
energia garantem combinações sem problemas de diferentes 
pontos de medições, eletricidade e gás, registradores de dados, 
sistemas de energia computadorizados ou de instrumentos de 
registro. A transmissão de dados é realizada via Ethernet, OPC 
e sistemas de barramento de campo.
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132011 :: Mecatrônica Atual
instrumentação
T
Medição de Tensões 
Mecânicas por Métodos 
Não Destrutivos
Prof.º Auteliano Antunes dos Santos Júnior
Este artigo apresenta dois dos principais métodos não destrutivos 
para medição de tensões, um baseado em acustoelasticidade e 
o outro em interferometria laser por padrão de speckles (ESPI). É 
apresentada a teoria envolvida, exemplos de aplicação e os requi-
sitos para a aplicação em campo. O tema sob análise representa 
uma das muitas interfaces nas Engenharias que corroboram a 
necessidade de conhecimentos multidisciplinares, característica 
fundamental da Mecatrônica.
ensões Mecânicas estão entre as principais 
causas de falha em componentes de máquinas. 
São compostas por uma parcela elástica, que 
vemdos carregamentos que os componentes 
sofrem, e uma porção residual, pré-existente, 
que é provocada pelo processo de fabricação, 
por solicitações prévias e outras causas. A 
maior parte dos métodos de medição de 
tensões atuais é destrutiva, isto é, requer que 
o componente sob inspeção seja inutiliza-
do. Medir tensões mantendo o sistema ou 
componente mecânico em funcionamento 
implica em um ganho significativo em 
tempo e recursos.
A Mecatrônica “é um campo emergente 
da Engenharia que integra as áreas de elétrica, 
mecânica, controle, ciência da computação e 
tecnologia da informação” (ASME, 2011). Tal 
integração requer conhecimentos específicos 
de cada uma dessas áreas e a capacidade de 
utilizá-los em conjunto para a solução dos 
problemas usuais de Engenharia. Com o 
avanço da tecnologia, nem sempre é necessário 
ou desejável que um especialista em cada 
saiba mais
Andrino, M. H. Aplicação de ondas 
longitudinais criticamente refra-
tadas para a medição de tensões 
em dutos. Tese de Doutoramento. 
Universidade Estadual de Campinas. 
Campinas, 2007.
ASME [American Society of Mechani-
cal Engineers]. Who owns mechatro-
nics? Disponível em: <www.mema-
gazine.org/contents/current/fea-
tures/whoowns/whoowns.html>. 
Acessado em 10 de maio de 2011.
Gabor, D. A new microscopic prin-
ciple. Nature. v.161, (4098), pp.777-
778, 1948.
um dos tópicos listados esteja disponível 
para a análise requerida. De fato, em muitos 
casos, profissionais com forte embasamento 
teórico nas diversas áreas que compõem a 
Mecatrônica podem atuar de forma rápida 
e eficiente. Talvez o que mais caracterize a 
formação mecatrônica seja a flexibilidade 
com que tais engenheiros transitam entre os 
diversos campos do conhecimento abordados 
em sua formação, permitindo a criação de 
soluções inovadoras e multidisciplinares.
Uma das áreas de interface do conhe-
cimento é a de sensoriamento. Conhecer 
características do que está sendo medido, 
ao mesmo tempo em que tem pleno domí-
nio sobre a forma de medir, faz com que o 
Engenheiro desempenhe sua função com 
eficiência e presteza. Quando tais sensores 
são empregados para medir uma variável 
tipicamente mecânica, como a tensão, o 
processo é enriquecido pela atuação do 
Engenheiro Mecatrônico, ou mesmo do 
Engenheiro de Controle e Automação com 
base Mecânica.
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14 Mecatrônica Atual :: 2011
instrumentação
F1. Geração de ondas longitudinais criticamente refratadas.
Este trabalho tem como objetivo apre-
sentar duas novas técnicas de medição de 
tensões mecânicas, baseadas em acustoelas-
ticidade e em interferometria, que requerem 
conhecimentos avançados, tanto da área de 
sensoriamento como da área de análise de 
tensões. É o primeiro texto de um série sob 
responsabilidade da empresa júnior Meca-
tron, do curso de Engenharia de Controle 
e Automação da Faculdade de Engenharia 
Mecânica da Unicamp. Esse curso tem forte 
base nas Engenharias Mecânica, Elétrica e 
de Computação, e requer de seus alunos 
pleno conhecimento dos conceitos neces-
sários para abordar os aspectos científicos 
tratados nesse artigo.
Tensões mecânicas são basicamente de 
dois tipos: elásticas ou residuais. A primeira 
se refere à tensão que está sendo aplicada por 
uma solicitação externa (força, temperatura, 
etc.). As tensões elásticas desaparecem quando 
a solicitação que a causou é retirada. De forma 
diferente, as tensões residuais continuam no 
corpo e independem de que, haja atuação 
de qualquer fonte externa.
As tensões residuais podem ser de três 
tipos, que dependem da ampliação com a 
qual se deseja realizar a análise: macroten-
sões, microtensões tipo II e microtensões 
tipo III. Todas podem estar presentes em 
um componente a qualquer momento. As 
macrotensões residuais, que são designadas 
como tensões residuais do tipo I, variam 
dentro do corpo de um componente em 
uma escala maior que o tamanho de grão. 
As microtensões residuais resultam das 
diferenças dentro da microestrutura de 
um material. As tensões residuais do tipo 
II operam no nível do tamanho de grão. O 
tipo III é atua em nível atômico.
A importância do conhecimento dos tipos 
de tensão está ligada ao processo de medição. 
O que realmente é medido pelos métodos 
atualmente empregados, sejam destrutivo, 
ou não, é a tensão de tipo I, ou seja, a macro 
tensão. Isso porque os métodos atuais não 
têm resolução para medir em níveis menores, 
mas principalmente porque a falha, tal como 
é estudada hoje, está relacionada a essas 
tensões, e não às microtensões. A forma de 
relacionar as tensões com as cargas aplicadas 
é chamada de critério de falha, e descreve 
como o componente se comporta quando 
solicitado com aquele nível de tensão. Todos 
os critérios atuais relacionam a tensão tipo I 
com a capacidade de resistir a aplicação de 
tensões, obtida em ensaios normalizados e 
denominada resistência mecânica.
As tensões elásticas (aplicadas) nor-
malmente podem ser calculadas através de 
métodos numéricos e analíticos. No entanto, 
dependendo do estado interno das tensões, 
os resultados podem ser muito diferentes. 
Assim, é importante também conhecer as 
tensões residuais, como forma de garantir 
que as tensões totais estão abaixo do limite 
definido pela resistência mecânica.
Os métodos capazes de medir tensões 
residuais mais utilizados são destrutivos. 
Baseiam-se na medição da relaxação da tensão 
atuante, através de um corte, um furo ou 
outra forma de remoção de material. Com 
os dados da deformação final, constrói-se 
o estado de deformações inicial e calcula-se 
a tensão que atuava naquele ponto. Mesmo 
que seja pouco destrutivo, com esses méto-
dos só será possível medir a tensão que foi 
aliviada. Assim, as tensões deixam de estar 
presentes e não há mais razão para obtê-las, 
a não ser se estas forem usadas em controle 
estatístico de qualidade. Após a medição, os 
componentes não podem mais ser utilizados 
para as mesmas funções, ou o risco de falha 
aumenta. A forma de medir a deformação 
após o alívio pode ser por roseta óptica, 
extensômetro ou outras.
Fibras óticas, raios X e difração de 
nêutrons têm despontado como alternati-
vas para emprego na medição de tensões, 
os dois últimos com capacidade de medir 
tensões residuais. Cada um destes possui 
características que dificultam sua aplicação 
em campo, embora seus resultados em labo-
ratório sejam adequados. Questões técnicas, 
como a necessidade de um reator nuclear 
para a difração de nêutrons, dificultam a 
disseminação das técnicas.
Acustoelasticidade (Ondas Lcr)
O termo Acustoelasticidade vem da 
junção de dois ramos da mecânica: a acús-
tica e a elasticidade. Refere-se à propagação 
de ondas (acústica) e sua relação com as 
propriedades dos materiais (elasticidade). 
Segundo a teoria acustoelástica, a velocidade 
de propagação de ondas ultrassônicas tem 
uma relação direta com a tensão existente 
no material sob inspeção.
O desenvolvimento de sistemas de aqui-
sição de dados de elevada taxa de aquisição, 
aliado a uma sensível redução nos custos, 
simplicidade de aplicação e resolução ade-
quada, fazem do método ultrassônico a 
principal alternativa atual para a medição 
de tensões em componentes mecânicos em 
serviço. Várias técnicas podem ser emprega-
das para o mesmo fim, destacando-se a da 
birrefringência e a de ondas longitudinais 
criticamente refratadas (Lcr), cada uma 
necessitando de sensores especiais dedica-
dos e com vantagens para determinadas 
aplicações. As ondas longitudinais têm a 
mais alta sensibilidade à tensão entre as 
ondas ultrassônicas e uma forma particu-
lar dessa, as ondas Lcr, trafega próxima à 
superfície, onde as tensões que levam às 
falhas normalmente se concentram, sendo 
por isso empregada neste trabalho.
Ondas Lcr são ondasde volume, que 
se propagam paralelamente à superfície do 
material. São ondas longitudinais (frontais), 
ou seja, sua oscilação é na mesma direção da 
propagação. A figura 1 mostra tais ondas e o 
processo de geração. As ondas longitudinais 
incidindo próximo ao primeiro ângulo crítico 
(θcr) na interface entre dois meios geram uma 
componente longitudinal paralela à superfície. 
A geração pode ser feita com um transdutor 
de ondas longitudinais e uma cunha para que 
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152011 :: Mecatrônica Atual
instrumentação
tal onda atinja a interface no ângulo desejado. 
Essa cunha deve ser de um material de baixa 
impedância acústica quando acoplado ao aço, 
como o acrílico. A recepção, a uma distância 
adequada, pode ser feita como o mesmo tipo 
de aparato. A determinação da velocidade 
é realizada através da divisão da distância 
entre o emissor e o receptor pelo tempo de 
percurso no material sob análise, lido pelo 
sistema de aquisição de dados.
A equação que relaciona a velocidade 
ou o tempo de percurso para distâncias 
iguais é dada por:
Nessa equação, E é o módulo de elas-
ticidade, L11 é uma propriedade chamada 
constante acustoelástica, Vij é a velocidade 
de propagação, t0 é o tempo de percurso 
de referência (sem tensão), dt é a diferença 
de tempo, dV é a diferença de velocidades 
e dσ é a diferença de tensão que se deseja 
medir. Os índices i e j referem-se às dire-
ções de propagação e oscilação da onda, 
respectivamente. Assim, i = j = 1 significa 
uma onda longitudinal. 
Interferometria Eletrônica por 
Padrão de Speckles - ESPI
A origem da interferometria eletrônica por 
padrões de speckles está na holografia, cuja 
técnica permite que uma onda seja gravada 
e reconstruída posteriormente, mantendo 
exatamente as mesmas características da onda 
original. Em outras palavras, uma imagem 
tridimensional reproduz exatamente o objeto 
gravado anteriormente. Embora o princípio 
da holografia tenha sido proposto em 1948 
(Gabor), a técnica se tornou prática somente 
com o advento do laser. A interferometria 
holográfica remete-se aos anos 60 e é em-
basada no princípio da reconstrução de 
ondas. A interferometria de speckles deriva 
desse princípio.
O efeito speckle é uma interferência 
aleatória característica da reflexão de um 
feixe de luz coerente ao incidir em uma 
superfície opticamente rugosa, quando sua 
variação de altura é da ordem ou maior que 
o comprimento de onda da luz do feixe de 
iluminação. A característica do laser como 
feixe coerente e monocromático permitiu 
utilizar o efeito speckle como princípio de 
aplicação do método em problemas prá-
ticos através da formação de padrões de 
franjas. Através destas, é possível calcular 
os deslocamentos e as tensões em superfí-
cies submetidas a cargas. Esses padrões de 
franjas foram inicialmente gerados através 
do processamento fotográfico das imagens, 
mas hoje, com o processamento digital de 
imagens, processadores de alta velocidade 
e alta capacidade de armazenamento de 
dados, é possível obter os padrões de franjas 
através do processamento por vídeo dos 
perfis de superfícies iluminadas por feixes 
de laser, gerando franjas de correlação por 
padrões de speckles. Por isso o método é 
conhecido como Electronic Speckle Pattern 
Interferometry (ESPI).
Aplicações das Técnicas de 
Medição por Acustoelasticidade
A figura 2 ilustra a aplicação da técnica de 
ondas Lcr para a medição de tensões em rodas 
ferroviárias. O que está sendo mostrado é a 
variação da tensão em oito pontos ao longo 
do aro de uma roda específica. O esperado é 
que os valores sejam iguais ou próximos. No 
entanto, as pesquisas feitas revelaram que 
tal variação é perfeitamente possível. Como 
pode ser visto, as tensões estão entre 276 e 
294 MPa. Dado que cada ponto foi medido 
três vezes, a dispersão pode ser calculada e 
está indicada nas barras que mostram um 
desvio padrão do valor médio.
O resultado apresentado refere-se a 
apenas uma roda, mas a mesma variação 
e dispersão foram encontradas em outras 
oito rodas do mesmo tipo medidas durante 
a pesquisa. Isso permitiu a criação de um 
novo dispositivo de medição de tensões, 
patenteado pela Unicamp, que está sendo 
desenvolvido para aplicação em campo. Tal 
sistema levará, à redução sensível do risco 
de acidentes e perdas econômicas e de vidas, 
uma vez que permitirá que a inspeção seja 
feita e ações preventivas sejam adotadas.
A figura 3 exibe a comparação entre as 
tensões medidas por extensômetros (teórica) 
e as tensões medidas utilizando ondas Lcr 
F2. Resultado da Medição de Tensões em oito pontos no mesmo raio em uma roda ferroviária.
F3. Resultado da Medição de Tensões Duto Petrolífero.
dσ = E(dVij/Vij) = E dt
L11 L11* t0
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16 Mecatrônica Atual :: 2011
instrumentação
em dutos petrolíferos. Conforme pode ser 
visto, o coeficiente da curva de ajuste, cujo 
valor esperado é 1 (um), tem valor 1,03, 
o que comprova a validade do método. O 
ajuste medido pelo coeficiente de correlação 
(0,999) é uma confirmação da estabilidade 
do método em diversos níveis de tensão. O 
experimento foi realizado em laboratório com 
um duto especialmente montado, com os 
parâmetros de influência controlados.
Aplicações das Técnicas 
de Medição por ESPI
A figura 4 mostra o resultado para a 
medição de tensão equivalente (Von Mises) 
em um componente mecânico utilizando 
ESPI. Em (a) é vista a tensão medida e em 
(b) é mostrada a simulação numérica feita. 
Conforme pode ser observada, os resultados 
se assemelham em termos da distribuição 
das tensões. Embora seja difícil visualizar na 
figura à esquerda, devido a baixa resolução 
das imagens geradas com o programa de 
aquisição do ESPI, os resultados numéricos 
também se assemelham significativamente 
aos medidos, levando a uma diferença em 
torno de 10% para todas as medições.
Uma segunda aplicação do método foi 
testada em uma placa com orifício. A figura 
5 expõe os resultados. Também neste caso, 
em (a) é mostrada a tensão medida e em 
F4. Resultado da Medição de Tensões em Chapa com Rasgo.
F5. Resultado da Medição de Tensões em Chapa com Rasgo.
a) b)
a) b)
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172011 :: Mecatrônica Atual
instrumentação
(b) é exibida a simulação numérica feita. 
Agora, a diferença entre o medido por ESPI 
e o calculado utilizando elementos finitos 
foi ainda menor, da ordem de 5%.
A técnica ESPI também foi usada para 
a medição de tensões em eixos e bielas au-
tomotivas. A Unicamp possui um convênio 
com a empresa Thyssenkrupp Metalúrgica 
Campo Limpo, que permite o uso de seu 
sistema ESPI para pesquisas sobre o assunto. 
Os resultados preliminares demonstram 
uma correlação adequada entre os resulta-
dos medidos e esperados, mas ainda há a 
necessidade de aprimorar os controles sobre 
as variáveis de influência para minimizar a 
dispersão encontrada.
Estratégias de Controle 
Aplicadas
Com ambas as técnicas foi necessário 
adotar estratégias de minimização do erro 
empregando tanto técnicas de filtragem 
quanto de controle das variáveis de influên-
cia. Em especial com acustoelasticidade, foi 
desenvolvido um programa computacional 
específico para o tratamento e aquisição 
dos sinais. O programa L-stress v. 2.0 
(Andrino, 2007) foi desenvolvido para 
esta finalidade. Ele controla totalmente o 
processo de aquisição, que inclui o uso de 
um dispositivo de acionamento pneumático 
para a aplicação dos sensores sobre a peça e 
o tratamento posterior dos sinais adquiridos, 
utilizando correlação cruzada e transformada 
de Hilbert. A figura 6 apresenta uma das 
telas do programa.
Para a técnica ESPI, o programa que faz a 
aquisição eo tratamento é parte de um pacote 
comercial fornecido com o sistema Dantec 
3D ESPI – Q300, usado no trabalho.
Conclusões
A medição de tensões com técnicas não 
destrutivas pode ser feita utilizando acustoe-
lasticidade ou interferometria eletrônica por 
padrão de speckles. Os resultados apresentados 
mostram que as técnicas possuem grande 
potencial de aplicação. O seu emprego em 
campo certamente permitirá uma sensível 
redução nos custos de inspeção, uma vez que 
não irá requerer a destruição ou inutilização 
dos componentes testados.
O sensoriamento é uma das atividades 
ligadas à Mecatrônica, já que requer conhe-
cimentos de áreas distintas, envolvidas na 
formação desse Engenheiro, como o uso de 
ferramentas computacionais, o emprego de 
conhecimentos na área de mecânica, a utilização 
de sensores eletrônicos e outros. Só pode ser 
realizado por profissionais que tenham uma 
formação ampla, ou terá que envolver vários 
profissionais de áreas diferentes.
F6. Tela de aquisição do programa L-stress v. 2.0.
MA
*Auteliano Antunes dos Santos Júnior é Pro-
fessor e Coordenador do Curso de Engenharia 
de Controle e Automação na Unicamp e possui 
pós-doutorado na Texas A&M University (EUA). 
Tem desenvolvido projetos tecnológicos para 
empresas como: Vale do Rio Doce, Petrobrás, 
Thyssenkrup Metalúrgica Campo Limpo e outras.
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18 Mecatrônica Atual :: Março/Abril 2011
instrumentação
O que é a 
Tecnologia
de Tempo Real?
Vários testes, controles e aplicações de projeto 
exigem desempenho em tempo real. Este tutorial 
da National Instruments analisa os conceitos 
básicos de sistemas de tempo real.
Introdução aos Sistemas 
de Tempo Real
Os sistemas operacionais de tempo real 
foram projetados para resposta a eventos 
e sistemas de controle de malha fechada. 
Aplicações de resposta a eventos, como um 
sistema de airbag automotivo, necessitam 
de uma resposta a um estímulo em um 
determinado espaço de tempo. Sistemas 
de controle de malha fechada, como um 
sistema de controle de velocidade automo-
tiva, processam continuamente o feedback 
do sistema para ajustar uma saída. Ambos 
os sistemas exigem a realização de uma 
operação dentro de um tempo determinado. 
Esse tipo de desempenho é chamado de 
determinístico.
Sistemas de tempo real podem ser 
classificados como “soft” ou “hard”. Para 
sistemas de tempo real do tipo soft, a utilidade 
de um sistema geralmente é inversamente 
proporcional ao tempo de resposta após um 
determinado prazo ter sido perdido. Por 
exemplo, quando pressionamos um botão 
do telefone para atender uma chamada, a 
conexão deve ser estabelecida logo após o 
botão ter sido apertado. Contudo, o prazo 
não é tão crítico e pequenos atrasos podem 
também devem responder a interrupções 
de periféricos como mouse e teclado. O 
usuário tem controle limitado sobre o 
modo como essas tarefas são manipuladas 
pelo processador. Como resultado, tarefas 
de alta prioridade podem ser interrompidas 
para que tarefas de baixa prioridade sejam 
executadas, fazendo com que seja impossível 
garantir um tempo de resposta constante 
para suas aplicações críticas.
Em contraste, sistemas operacionais de 
tempo real proporcionam a capacidade de 
priorizar tarefas, para que as tarefas mais 
críticas possam sempre ter controle do 
processador quando necessário. Essa pro-
priedade possibilita a criação de aplicações 
com resultados que podem ser previstos.
Sistemas operacionais de tempo real 
são necessários quando o processador está 
envolvido em operações como controle de 
malha fechada e tomada de decisão em 
tempo crítico. Essas aplicações requerem 
que decisões temporizadas sejam feitas ba-
seadas em dados recebidos. Por exemplo, um 
equipamento de entradas e saídas amostra 
um sinal de entrada e o envia diretamente 
para a memória. Então, o processador deve 
analisar o sinal e enviar a resposta adequada 
ao equipamento de entradas e saídas. Nessa 
aplicação, o software deve estar envolvido na 
malha; portanto, você precisa de um sistema 
operacional de tempo real para garantir res-
posta dentro de um espaço de tempo fixo. 
Além disso, aplicações que necessitam de 
tempo de execução estendido ou operações 
autônomas são geralmente implementadas 
com sistemas operacionais de tempo real.
ser tolerados. Sistemas de tempo real do tipo 
“hard” são aqueles em que a utilidade do 
sistema torna-se zero em caso de perda do 
prazo. Uma unidade de controle de moto-
res automotivos (ECU - automotive engine 
control unit) deve processar sinais de entrada 
e calcular a temporização da faísca da vela 
dentro de um prazo. Se houver perda desse 
prazo, o motor não irá operar corretamente. 
A utilidade de uma tarefa após a perda de 
prazo depende se o sistema de tempo real 
é do tipo “soft” ou do tipo “hard”, como 
mostrado na figura 1.
Sistemas operacionais como o Microsoft 
Windows e o MAC OS fornecem uma 
excelente plataforma para desenvolvimento 
e execução de aplicações não críticas de 
medição e controle. Contudo, por serem 
sistemas operacionais projetados para um 
propósito geral, eles não são ideais para 
executar aplicações que necessitem de um 
desempenho determinístico ou de um maior 
tempo sem falhas.
Sistemas operacionais de propósito geral 
são otimizados para executar uma variedade 
de aplicações simultaneamente, assegurando 
que todas as aplicações recebam um tempo 
de processamento. Esses sistemas operacionais 
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19Março/Abril 2011 :: Mecatrônica Atual
instrumentação
F1. Diferença entre tecnologia de tempo 
real Hard e Soft. F2. Um Exemplo de Diagrama de Jitter.
Desempenho em Tempo Real
O equívoco mais comum associado ao 
desempenho em tempo real é dizer que ele 
aumenta a velocidade de execução do progra-
ma. Apesar de ser verdade em alguns casos, 
a aplicação é melhorada proporcionando 
temporização precisa e previsível. Com essas 
melhorias, você pode determinar o tempo 
exato quando certo evento ocorrerá.
Controle em Tempo Real
Com controle em tempo real, é possível 
monitorar e simular continuamente um sistema 
físico. Aplicações de controle em tempo real 
executam repetidamente uma tarefa definida 
pelo usuário com um intervalo de tempo 
específico entre cada execução. A maioria dos 
sistemas de controle em tempo real monitora 
um sistema físico, comparam o estado atual 
com o estado desejado e então simulam o 
sistema físico baseando-se nessa comparação. 
O tempo que leva para que essa malha execute 
é considerado o tempo de ciclo da malha. O 
tempo de ciclo da malha de controle varia, 
baseado na complexidade do sistema.
O determinismo mede a consistência 
do intervalo de tempo especificado entre 
os eventos. Muitos algoritmos de controle, 
como o PID, requerem um comportamento 
muito determinístico. Por exemplo, um 
elevador move-se gradualmente para o 
andar correto por causa do comportamento 
determinístico da malha de controle. Sem 
o determinismo, o evelador chega ao andar 
correto, porém sem estabilidade.
Em todos os sistemas de tempo real há 
uma quantidade de erro chamada jitter. O 
jitter é outra maneira de medir o determi-
nismo de um sistema de tempo real. Você 
pode calculá-lo como a diferença máxima 
entre qualquer atraso individual de tempo e 
o atraso de tempo desejado em um sistema, 
veja na figura 2.
Resposta a eventos 
em Tempo Real
Com resposta a eventos em tempo real, é 
possível responder a um simples evento dentro 
de um dado espaço de tempo. O sistema de 
tempo real garante algum tempo máximo 
de resposta a um evento único. O evento 
pode ser tanto periódico quanto aleatório. 
Um exemplo de uma aplicação de resposta 
a um evento em tempo real é um sistema de 
monitoração de segurança. Se uma planta 
entra em um estadode perigo, o sistema de 
tempo real deve responder a este evento dentro 
de um espaço de tempo garantido.
A latência é usada para descrever o tempo 
que leva para se responder a um evento. É 
similar ao determinismo em aplicações de 
controle em tempo real. Com resposta a 
eventos em tempo real, é garantido o pior 
caso de latência.
Tecnologia de Tempo Real 
da National Instruments
Os módulos LabVIEW Real-Time e 
LabWindows™/CVI Real-Time são usados 
para se alcançar execução determinística 
confiável em hardware dedicado. Caso haja 
necessidade de um determinismo maior, 
o módulo LabVIEW FPGA, combinado 
MA
F3. A Tecnologia de Tempo Real da National Instruments.
com um hardware que inclua tecnologia 
de entradas e saídas reconfiguráveis (RIO 
– Reconfigurable I/O) oferece resposta de har-
dware em nanossegundos. Use o conjunto de 
software da National Instruments para:
Desenvolver rapidamente aplicações 
determinísticas com programação 
gráfica ou ANSI C;
Criar facilmente controles distribuídos 
e sistemas de monitoração;
Eliminar o tempo gasto, integrando 
diversas entradas e saídas.
A National Instruments oferece uma 
variedade de hardwares de tempo real que 
contém um processador embarcado, execu-
tando um sistema operacional de tempo real 
para máxima confiabilidade e desempenho 
determinístico. É possível integrar uma vasta 
gama de entradas e saídas com hardware mo-
dular que possa ser expandido para atender a 
um grande número de canais para aquisição 
de dados e controle, condicionamento de 
sinais industriais e isolação segura.
•
•
•
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20 Mecatrônica Atual :: 2011
instrumentação
Medição de Vazão: 
a 3ª Grandeza 
Mais Medida 
nos Processos 
Industriais
A
Apresentação de alguns as-
pectos mercadológicos atuais 
sobre a medição da vazão 
dos fluídos na Automação 
e Controle dos Processos 
Industriais
saiba mais
Manuais de Operação e 
Treinamento dos transmissores 
de pressão Smar: LD301, LD302, 
LD303 e LD400
Apresentações Transmissores de 
Pressão. César Cassiolato, Evaristo 
O. Alves, 2001-2011.
Medição de Vazão 
Mecatrônica Atual 26
Artigos técnicos – César Cassiolato 
www.smar.com/brasil2/
artigostecnicos/
Site do fabricante: 
www.smar.com.br
 vazão é a terceira grandeza mais medida 
nos processos industriais. As aplicações são 
amplas, desde aplicações simples como a 
medição de vazão de água em estações de 
tratamento e residências, até medição de 
gases industriais e combustíveis, passando 
por medições mais complexas. A escolha 
correta de um determinado instrumento 
para medição de vazão depende de vários 
fatores. Dentre estes, pode-se destacar:
exatidão desejada para a medição;
tipo de fluido: líquido ou gás, limpo 
ou sujo, número de fases;
condutividade elétrica, transparência;
condições termodinâmicas: por exem-
plo, níveis de pressão e temperatura 
nos quais o medidor deve atuar;
espaço físico disponível;
custo, etc.
Atualmente os medidores de fluidos 
(líquidos, gases e vapores) são de grande 
importância em um processo, pois são usados 
•
•
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•
•
•
para determinar as quantidades de produtos 
vendidos, comprados e transferidos entre 
fabricantes, transportadores e consumidores 
finais. Veja a figura 1.
A medição de vazão de fluidos sempre 
esteve presente em nosso dia a dia.Por 
exemplo, o hidrômetro de uma residência, 
o marcador de uma bomba de combustível 
nos veículos, etc.
Na História, grandes nomes marcaram 
suas contribuições. Em 1502 Leonardo da 
Vinci observou que a quantidade de água por 
unidade de tempo que escoava em um rio era 
a mesma em qualquer parte, independente 
da largura, profundidade, inclinação e ou-
tros. Mas o desenvolvimento de dispositivos 
práticos só foi possível com o surgimento da 
era industrial e o trabalho de pesquisadores 
como Bernoulli, Pitot e outros.
Vejamos, inicialmente, alguns concei-
tos para entendermos melhor a medição 
de vazão.
Engº César Cassiolato
cesarcass@smar.com.br
Engº Evaristo O. Alves
evaristo@smar.com.br
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212011 :: Mecatrônica Atual
instrumentação
Como podemos definir vazão?
Vazão pode ser definida como sendo 
a quantidade volumétrica ou mássica de 
um fluido que escoa através de uma seção 
de uma tubulação ou canal por unidade 
de tempo.
Vazão Volumétrica
É definida como sendo a quantidade em 
volume que escoa através de certa secção 
em um intervalo de tempo considerado. As 
unidades volumétricas mais comuns são: 
m3/s, m3/h, l/h, l/min, GPM (galões por 
minuto), Nm3/h (normal metro cúbico por 
hora), SCFH (normal pé cúbico por hora), 
entre outras.
onde:
V = volume;
t = tempo;
Q = vazão volumétrica.
Vazão mássica
É definida como sendo a quantidade 
em massa de um fluido que escoa através 
de certa secção em um intervalo de tempo 
considerado. As unidades de vazão mássica 
mais utilizadas são: kg/s, kg/h, t/h, lb/h.
onde:
m = massa;
t = tempo;
Qm = vazão mássica.
Conceitos físicos para 
medição de vazão
Para medição de vazão se faz necessário 
rever alguns conceitos relativos a fluidos, pois 
os mesmos influenciam na vazão de modo 
geral. A seguir, os principais deles:
Calor Específico
Define-se calor específico como o quo-
ciente da quantidade infinitesimal de calor 
fornecido a uma unidade de massa de uma 
substância pela variação infinitesimal de tem-
peratura resultante deste aquecimento.
Na prática, temos: A quantidade de calor 
necessária para mudar a temperatura de 1 
grama de uma substância em 1ºC.
Viscosidade
É definida como sendo a resistência 
ao escoamento de um fluido em um duto 
qualquer. Esta resistência provocará uma 
perda de carga adicional que deverá ser 
considerada na medição de vazão.
Número de Reynolds
Número adimensional utilizado para 
determinar se o escoamento se processa 
em regime laminar ou turbulento. Sua de-
terminação é importante como parâmetro 
modificador do coeficiente de descarga.
onde:
v = velocidade (m/s);
D = diâmetro do duto (m);
υ = viscosidade cinemática (m2/s).
Observações: Na prática, se Re > 2.320, 
o fluxo é turbulento, caso contrário é sempre 
laminar.
Nas medições de vazão na indústria, 
o regime de escoamento é na maioria dos 
casos turbulento com Re > 5.000.
Distribuição de Velocidade 
em um Duto
Em regime de escoamento no interior 
de um duto, a velocidade não será a mes-
ma em todos os pontos. Será máxima no 
ponto central do duto e mínima na parede 
do duto.
Regime Laminar
É caracterizado por um perfil de velo-
cidade mais acentuado, onde as diferenças 
de velocidades são maiores. Observe a 
figura 2.
F2. Perfil de Velocidades em regime laminar.
F1. Variáveis de Processo.
Q = V
 t
Qm = 
m
 t
Re = vD
 υ
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22 Mecatrônica Atual :: 2011
instrumentação
Regime Turbulento
É caracterizado por um perfil de velo-
cidade mais uniforme que o perfil laminar. 
Suas diferenças de velocidade são menores. 
Atente para a figura 3.
Tipos dos Medidores de Vazão
Resumidamente, podemos classificar os 
medidores de vazão, segundo a tabela 1.
F3. Perfil de Velocidade em regime turbulento.
T2. Comparação entre vários medidores de fluidos.
T1. Classificação dos medidores de vazão.
Equações para o 
Cálculo da Vazão
As equações para o cálculo da vazão 
podem ser obtidas genericamente para os três 
tipos de medidores apresentados. Aplica-se 
a Equação da Conservação da Massa, bem 
como a Equação da Conservação da Energia, 
sendo esta última na sua forma simplificada, 
que é a Equação de Bernoulli. Assim para o 
escoamento através de uma redução de área, 
considerando-o ideal e tomando uma linha 
de corrente entre ospontos 1 e 2, conforme 
a figura 4.
A equação de Bernoulli aplicada ao 
escomento ideal, entre os pontos 1 e 2 da 
figura, resulta na equação seguinte:
onde o primeiro termo representa a 
energia cinética, o segundo a energia de 
pressão, proveniente do trabalho de escoa-
mento, enquanto o terceiro termo representa 
a energia potencial.
Idênticas parcelas existem do lado direito, 
para o ponto 2. Esta igualdade significa que 
a soma das três parcelas é uma constante 
ao longo de uma linha de corrente, não ha-
vendo perdas por atrito. Para o escoamento 
na posição horizontal, não há variação de 
energia potencial, sendo z1 = z2.
Usando a equação da conservação da 
massa entre as seções 1 e 2, para o escoa-
mento incompressível, tem-se que:
sendo A a área da seção transversal e β 
a razão entre os diâmetros do medidor e da 
tubulação, β = D2/D1 (ou d/D, conforme 
a notação), pode-se isolar uma das veloci-
dades na equação de Bernoulli, obtendo-se 
a equação seguinte:
V1 + 
P1 + gz1 = 
v2 + 
P2 + gz2 2 ρ 2 ρ
V1 A1 = V2 A2
V2 = 2 
P1 
–
 P2 1 – 
A2 
2 -1
 ρ A2
Tipos de medidores
1 Medidores indiretos utilizando 
fenômenos intimamente 
relacionados à quantidade de 
fluído passante
2 Medidores diretos de volume 
do fluido passante
 
3 Medidores especiais
Características
I Perda de carga variável 
(área constante)
II Área variável (perda de 
carga constante)
I Deslocamento positivo 
do fluído
II Velocidade pelo impacto 
do fluído
Eletromagnetismo
Vórtex
Ultrassônico
Calhas Parshall
Coriolis
Exemplos
Tubo Pilot; Tubo de Venturi; Annubar; 
Tubo de Dali; Placa de orifício
Rotâmentro 
Disco Nutante; Pistão Flutuante; 
Rodas ovais; Roots
Tipo Hélice; Tipo Turbina
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232011 :: Mecatrônica Atual
instrumentação
A vazão pode ser então obtida, multi-
plicando-se esta velocidade pela respectiva 
área, equação. A vazão no caso é uma vazão 
ideal, pois foi obtida através da equação de 
Bernoulli, para o escoamento ideal.
Tomando-se o caso mais extremo, em 
que o ponto 2 está situado sobre a vena 
contracta, pode-se definir um coeficiente 
de contração da veia principal, que é a razão 
entre a área da vena contracta A2, e a área de 
passagem do medidor, Am. Assim:
A vazão real pode ser obtida multipli-
cando-se a vazão ideal por um coeficiente 
de correção Cv. Este coeficiente inclui as 
correções relativas à perda de energia entre 
os pontos 1 e 2, entre os quais se obtém o 
diferencial de pressão. Parte deste diferencial 
é decorrente da aceleração do escoamento 
e parte provém da perda de carga. Esta 
última age sempre no sentido de aumentar 
o diferencial, razão pela qual o valor de Cv 
é sempre inferior à unidade. Assim, tendo 
em conta estas correções e a área do medidor 
Am, a equação para a vazão é dada por:
O coeficiente Cc difere da unidade apenas 
na placa de orifício, quando as tomadas de 
pressão não são as de canto (corner taps). No 
caso deste tipo de tomada a vena contracta 
existe, mas a pressão está sendo lida junto 
à placa, de forma que a área A2 pode ser 
considerada como a área do orifício Am. Em 
função da dificuldade de se determinar todos 
os coeficientes da equação, prefere-se ignorar 
o próprio Cc e introduzir os coeficientes C 
e K, de modo que esta equação assuma as 
seguintes formas:
Medidores de Diferencial 
de Pressão
O princípio de funcionamento baseia-
se no uso de uma mudança de área de 
F4. Escoamento com estrangulamento.
F5. Tipos de medidores de vazão mais utilizados.
escoamento, através de uma redução de 
diâmetro ou de um obstáculo, ou ainda 
através de uma mudança na direção do 
escoamento. Estas mudanças de área ou de 
direção provocam uma aceleração local do 
escoamento, alterando a velocidade e, em 
conseqüência, a pressão local. A variação 
de pressão é proporcional ao quadrado da 
vazão. São medidores já bastante conhecidos, 
normalizados e de baixo custo. Estima-se 
que abranjam 50% de utilização na medição 
de vazão de líquidos.
São compostos de um elemento primário 
e um elemento secundário. O elemento 
primário está associado à própria tubulação, 
interferindo com o escoamento e fornecendo o 
diferencial de pressão. O elemento secundário 
é o responsável pela leitura deste diferencial 
e pode ser um simples manômetro de coluna 
líquida, em suas diferentes versões, ou até 
mesmo um transdutor mais complexo, com 
aquisição e tratamento eletrônico do valor 
de pressão lido.
Tecnologias para medição 
de vazão no mercado
Existem inúmeras tecnologias para medi-
ção de vazão no mercado, mas sem dúvida, 
o “medidor com placa de orifício” ainda é o 
mais usado pelo seu baixo custo associado ao 
grande conhecimento acumulado de décadas 
de aplicação. Isso significa, entre outras coisas, 
que todo profissional de automação ligado ao 
Controle de Processos pode eventualmente se 
deparar com um medidor desse tipo. É então 
conveniente conhecer seus princípios básicos 
de funcionamento. Além disso, ao longo de 
várias décadas o medidor com placa de orifício 
vem sendo aperfeiçoado para melhorar seu 
range, precisão e robustez. Diversos trabalhos 
práticos e acadêmicos estão disponíveis para 
auxiliar os profissionais que quiserem aplicar 
esse tipo de medidor. Veja a figura 5 e a tabela 
2 onde se tem a comparação entre diferentes 
tipos de medidores.
Transmissor de Pressão 
Diferencial 
LD400 – Princípio de 
Funcionamento
A Série LD400 de Transmissores Smar 
é baseada em sensores capacitivos, onde a 
pressão aplicada a diafragmas sensores faz com 
que se tenha uma variação da capacitância 
entre os mesmos e um diafragma central. 
Esta variação de capacitância é usada para 
variar a frequência de um oscilador que é 
Q1 = V2 A2
C1 = 
A2
 Am
Q1 = 
Cv Cc Am
 1 - Cc
2 β4
Qr = CQ1 = 
C 
Am
 1 - β4
= KAm
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24 Mecatrônica Atual :: 2011
instrumentação
medida diretamente pela CPU e convertida 
em Pressão. Não existe conversão A/D o que 
contribui na exatidão e eliminação de drifts 
embutidos nas conversões analógicas/digi-
tais. A Smar possui a leitura digital desde 
a década de 80.
Os sensores capacitivos são sensores 
muito confiáveis, com respostas lineares 
e praticamente insensíveis a variações de 
temperatura, sendo indicados em instrumen-
tação e controle de processos, já que possuem 
excelentes performance em temperatura e 
pressão estática.
Na figura 6, temos o diagrama funcional 
do transmissor de pressão diferencial.
LD400 – Características e 
Benefícios
A linha LD400 tem 2 Classes de exa-
tidão:
Modelo Standard: Exatidão de 
0,06%;
Modelo Alta Performance: Exatidão 
de 0,045%;
Ideal para aplicações em medição de 
vazão;
Minimiza o Erro Total Provável e 
consequentemente a variabilidade do 
processo;
Ideal para aplicações em sistemas de 
segurança SIL2 e SIL3;
Por sua resposta linear, permite alta 
rangeabilidade com exatidão;
Rangeabilidade de 200:1;
Tempo de resposta de 35 ms (o transmis-
sore digital mais rápidos do mercado);
Garantia de estabilidade de ± 0,2% do 
URL por 12 anos (modelo alta perfor- 
mance);
Supressor de transiente e anti-surge 
embutido;
Totalização bidirecional com persis-
tência;
Alimentação sem polaridade (12 a 
50 Vcc) – previne erros de conexão e 
curto-circuito;
Display multifuncional;
CPU de 16 bits, garantindo alta per-
formance;
Coprocessador matemático de alta 
performance, o que garante alto de-
sempenho do transmissor;
Carcaça com as entradas das conexões 
elétricas na parte inferior e borneira 
resinada – protege contra corrosão e 
baixa isolação;
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Lacre de carcaça para transferência de 
custódia e fiscal;
Ajuste local via sensor HALL;
Árvore de ajuste local simplificada;
Jumper de proteção de escrita;
Possibilidade de atualização de firmware 
via memória flash;
Limite de pressão de ruptura de 10000 
psi;
Diagnósticos avançados: indicação 
de sensor em curto e aberto, falha do 
sensor em qualquer câmara, sensor 
desconectado, sobrepressão além do 
limite de aquisição, indicação de alguns 
diagnósticos no display, máxima e mínima 
temperatura, desvio de zero etc. 
Os transmissores de pressão micropro-
cessados possuem a grande vantagem de 
permitirem uma melhor interação com o 
usuário, com interfaces amigáveis. Além disso, 
possuem características de auto-diagnose 
que facilitam a identificação de problemas. 
Com o advento das redes fieldbuses, pode-
se agora extrair ao máximo os benefícios 
da tecnologia digital. Estes transmissores 
possuem melhor exatidão, uma estabilidade 
eletrônica superior aos modelos analógicos, 
além de facilitarem ajustes e calibrações. 
A tecnologia digital também permite que 
poderosos algoritmos possam ser implemen-
tados a favor da melhoria de performance e 
exatidão da medição e a monitoração online 
da vida do equipamento.
Como especificar 
Transmissores de Pressão?
Especificações incompletas ou mesmo 
com dados inconsistentes são bastante 
comuns na documentação para compra de 
transmissores de pressão. À primeira vista, 
parecem ítens simples de projeto, porém são 
muitos os detalhes que, se não corretamente 
especificados, poderão gerar um prejuízo 
na hora da montagem ou mesmo durante 
a operação, podendo este ser maior que os 
valores dos equipamentos envolvidos.
Este tópico procura esclarecer algumas 
questões fundamentais no processo de espe-
cificação de transmissores de pressão. Vale 
lembrar que é importante ter os seguintes 
conhecimentos:
princípios físicos da medição de pres-
são;
tipos de pressão que podem ser me-
didas;
sensores e seu funcionamento;
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instrumentação industrial;
instalação e cuidados na operação e 
manutenção;
principais aplicações.
O que se pretende medir?
Em geral mede-se:
 Pressão manométrica;
Pressão absoluta;
Pressão diferencial;
Outras grandezas inferidas a partir 
de medições de pressão (vazão, nível, 
volume, força, densidade, etc).
Vale ressaltar que as medições de pressões 
abaixo da atmosférica não necessariamente 
requerem transmissores de pressão absoluta. 
Os transmissores de pressão absoluta são 
recomendados apenas quando se quer evi-
tar as influências das variações da pressão 
atmosférica. Essa influência só será crítica 
quando se mede pressões muito próximas 
(acima ou abaixo) da pressão atmosférica. 
Nos demais casos pode-se usar sem problemas 
transmissores de pressão manométrica. 
Para que medir pressão?
Em geral mede-se pressão para:
Controle ou monitoração de pro-
cessos;
Proteção (segurança);
Controle de qualidade;
Transações comerciais de fluidos 
(transferências de custódia, medição 
fiscal);
Estudos e pesquisas;
Balanços de massa e energia.
Esses objetivos devem ser considerados 
na escolha dos equipamentos. Quesitos 
mais rigorosos de desempenho tais como: 
exatidão, limites de sobre pressão e pressão 
estática, estabilidade e outros podem enca-
recer desnecessariamente o projeto. Todos os 
fabricantes em geral oferecem ao mercado 
mais de uma versão de transmissores com 
características técnicas distintas e obviamente 
com preços também distintos.
Qual é o fluido do processo?
O fornecedor deverá ser informado das 
características do fluido. Em geral o fabricante 
poderá recomendar materiais ou conexões 
especiais. Vale lembrar que a decisão final 
será sempre do usuário ou da empresa de 
engenharia envolvida.
Alguns dados do fluido de processo são 
fundamentais na escolha do transmissor:
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252011 :: Mecatrônica Atual
instrumentação
Estado (líquido, gás, vapor): Define 
a posição da válvula de dreno/vent;
Pressão máxima do processo: Im-
portante para a avaliação dos limites 
de sobre pressão e pressão estática do 
transmissor;
Temperatura máxima do processo: 
Poderá ser determinante para o uso 
de selos remotos ou apenas manter 
uma distância mínima na linha de 
impulso (tubing).
Opcionais?
Alguns opcionais podem ser incluídos 
no fornecimento dos transmissores:
Indicador local - Esse item não 
tem um custo muito alto e é muito 
útil, pois não só permite a leitura da 
variável em unidades de engenharia 
(kgf/cm2, bar, mmH2O, Pa, psi, etc) 
como também facilita a configuração 
do transmissor quando não se dispõe 
de um configurador;
Manifold - A compra casada (trans-
missor + manifold) traz vantagens 
comerciais e evita qualquer incompa-
tibilidade técnica na montagem;
Suporte para tubo de 2” - Esse item 
é quase obrigatório. Alguns suportes 
permitem também a montagem em 
superfícies planas. Recomenda-se 
especificar o suporte com pelo menos 
os parafusos e porcas em aço inox , 
garantindo-se uma melhor resistência 
à atmosferas corrosivas;
Prensa-cabos - Esse item pode ser 
encomendado junto com o transmis-
sor. Recomenda-se porém, incluí-lo 
na compra do material de montagem, 
garantindo a compatibilidade com a 
bitola do cabo a ser utilizado.
Protocolo de comunicação?
Os protocolos de comunicação mais 
comuns são:
4-20 mA+HART;
Foundation Fieldbus;
Profibus PA.
Alguns fabricantes oferecem ao mercado, 
transmissores que com a simples substituição 
da placa de circuito eletrônico ou apenas do 
firmware, o transmissor muda sua versão de 
protocolo, podendo ser usado em sistemas 
distintos.
Os fabricantes também fornecem junto 
com os transmissores, CD’s com todos os 
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RBC, podem demandar em maior prazo 
de entrega e em geral resultam em custos 
adicionais.
Outra certificação importante deve ser 
observada quando se usa transmissores em 
área classificadas. Os projetos de instru-
mentação para esses casos adotam normas 
atendendo: prova de explosão, segurança 
aumentada ou segurança intrínseca. Os 
certificados são distintos e é responsabilidade 
do usuário sua correta utilização.
O mesmo vale para SIS, Sistemas Ins-
trumentados de Segurança. Um transmissor 
de pressão especificado para áreas críticas, 
isto é, para a função de segurança, é um 
equipamento projetado com probabilida-
des de falhas baixas e alta confiabilidade 
de operação. No mercado existem dois 
conceitos.Um que é o baseado no “Prove 
in Use” e outro baseado na certificação 
da IEC 61508. Tem-se visto na prática 
em muitas aplicações a especificação de 
equipamentos com certificação SIL para 
serem utilizados em sistemas de controle, 
e sem função de segurança. Acredita-se 
também que haja no mercado desinforma-
ção, levando a compra de equipamentos 
mais caros, desenvolvidos para funções de 
segurança, onde na prática serão aplicados 
em funções de controle de processo, onde 
a certifição SIL não traz os benefícios es-
perados, dificultando inclusive a utilização 
e operação dos equipamentos.
Os Sistemas Instrumentados de Segu-
rança (SIS) são os sistemas responsáveis 
pela segurança operacional e que garantem 
a parada de emergência dentro dos limites 
considerados seguros, sempre que a operação 
ultrapassa estes limites.O objetivo principal 
é se evitar acidentes dentro e fora das fábri-
cas, como incêndios, explosões, danos aos 
equipamentos, proteção da produção e da 
propriedade e mais do que isto, evitar riscos 
de vidas ou danos à saúde pessoal e impactos 
catastróficos para a comunidade.
F6. LD400 – Diagrama Funcional.
arquivos (DD’s e DTM’s)

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