INSTRUMENTAÇÃO 1

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TÉCNICAS DE
INSTRUMENTAÇÃO I
Teoria
TÉCNICAS DE
INSTRUMENTAÇÃO I
Teoria
Federação das Indústrias do Estado do Rio de Janeiro
Eduardo Eugenio Gouvêa Vieira
Presidente
Diretoria-Geral do Sistema FIRJAN
Augusto Cesar Franco de Alencar
Diretor
Diretoria Regional do SENAI-RJ
Roterdam Pinto Salomão
Diretor
Diretoria de Educação
Andréa Marinho de Souza Franco
Diretora
TÉCNICAS DE
INSTRUMENTAÇÃO I
Teoria
Rio de Janeiro
2008
Produção Editorial
Elaboração de Conteúdo
Revisão Técnica/Atualização
Colaboração
Revisão Pedagógica
Revisão Gramatical e Editorial
Projeto Gráfico
Editoração
Vera Regina Costa Abreu
Tarciso de Souza Teixeira
Ézio Zerbone
Bruno Souza Gomes
Neise Freitas da Silva
Izabel Maria de Freitas Sodré
Artae Design & Criação
FOLIOcriação
Técnicas de Instrumentação I – Teoria
1ª ed. 2005; 2ª ed. 2008.
SENAI-Rio de Janeiro
Diretoria de Educação
SENAI - Rio de Janeiro
GEP - Gerência de Educação Profissional
Rua Mariz e Barros, 678 - Tijuca
20270-903 - Rio de Janeiro - RJ
Tel: (21) 2587-1323
Fax: (21) 2254-2884
 http://www.firjan.org.br
Ficha Técnica
Gerência de Educação Profissional
Gerência de Produto
Luis Roberto Arruda
Carlos de Mello Rodrigues Coelho
Edição revista da apostila Introdução à instrumentação: classes, características e simbologia
dos instrumentos, medição de pressão e nível. SENAI-DR/RJ. Rio de Janeiro: SENAI-DR/RJ -
STE, 1990.
Prezado aluno,
Quando você resolveu fazer um curso em nossa instituição, talvez não soubesse que,
desse momento em diante, estaria fazendo parte do maior sistema de educação
profissional do país: o SENAI. Há mais de sessenta anos, estamos construindo uma história
de educação voltada para o desenvolvimento tecnológico da indústria brasileira e da
formação profissional de jovens e adultos.
Devido às mudanças ocorridas no modelo produtivo, o trabalhador não pode
continuar com uma visão restrita dos postos de trabalho. Hoje, o mercado exigirá de você,
além do domínio do conteúdo técnico de sua profissão, competências que lhe permitam
decidir com autonomia, proatividade, capacidade de análise, a solução de problemas, a
avaliação de resultados e propostas de mudanças no processo do trabalho. Você deverá
estar preparado para o exercício de papéis flexíveis e polivalentes, assim como para a
cooperação e a interação, o trabalho em equipe e o comprometimento com os resultados.
Acresce, ainda, que a produção constante de novos conhecimentos e tecnologias
exigirá de você a atualização contínua de seus conhecimentos profissionais, evidenciando
a necessidade de uma formação consistente que lhe proporcione maior adaptabilidade e
instrumentos essenciais à auto-aprendizagem.
Essa nova dinâmica do mercado de trabalho vem requerendo que os sistemas de
educação se organizem de forma flexível e ágil, motivo que levou o SENAI a criar uma
estrutura educacional, com o propósito de atender às novas necessidades da indústria,
estabelecendo uma formação flexível e modularizada.
Essa formação tornará possível a você, aluno do sistema, voltar e dar continuidade à
sua educação, criando seu próprio percurso. Além de toda a infra-estrutura necessária ao
seu desenvolvimento, você poderá contar com o apoio técnico-pedagógico da equipe de
educação dessa escola do SENAI para orientá-lo em seu trajeto.
Mais do que formar um profissional, estamos buscando formar cidadãos.
Seja bem-vindo!
Andréa Marinho de Souza Franco
Diretora de Educação
APRESENTAÇÃO .........................................................11
UMA PALAVRA INICIAL ..............................................13
CLASSES, CARACTERÍSTICAS E SIMBOLOGIA
DOS INSTRUMENTOS..................................................17
Introdução .................................................................................... 19
Conceituação ................................................................................. 19
Classes dos instrumentos ................................................................ 20
Características gerais dos instrumentos ............................................ 27
Simbologia .................................................................................... 30
Informações básicas sobre tabelas de identificação ............................ 32
Praticando ..................................................................................... 41
Para consultar ............................................................................... 43
MEDIÇÃO DE PRESSÃO E DE NÍVEL............................. 81
Introdução .................................................................................... 83
Pressão ........................................................................................ 83
Medição de pressão ........................................................................ 88
Selagem ..................................................................................... 103
Nível .......................................................................................... 108
Medição de nível .......................................................................... 109
Praticando ................................................................................... 132
Para consultar ............................................................................. 137
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................... 141
Sumário
1
2
SENAI 11
Técnicas de Instrumentação I – Teoria – Apresentação
Apresentação
A dinâmica social dos tempos de globalização exige dos profissionais atualização
constante. Mesmo as áreas tecnológicas de ponta ficam obsoletas em ciclos cada vez mais
curtos, trazendo desafios renovados a cada dia, e tendo como conseqüência para a educação
a necessidade de encontrar novas e rápidas respostas.
Nesse cenário, impõe-se a educação continuada, exigindo que os profissionais busquem
atualização constante durante toda a sua vida – e os docentes e alunos do SENAI/RJ incluem-
-se nessas novas demandas sociais.
É preciso, pois, promover, tanto para os docentes como para os alunos da educação
profissional, as condições que propiciem o desenvolvimento de novas formas de ensinar e
aprender, favorecendo o trabalho de equipe, a pesquisa, a iniciativa e a criatividade, entre
outros aspectos, ampliando suas possibilidades de atuar com autonomia, de forma segura e
competente.
Considerando estas questões, o objetivo deste material é proporcionar aos técnicos que
já atuam ou pretendem trabalhar nos processos de produção industrial, conhecimentos e
atualização, quanto às tecnologias relacionadas à instrumentação, especialmente no que diz
respeito a projetos, especificações, operações e manutenção de plantas.
Para tanto, neste segundo volume que faz parte do curso de Técnicas de Instrumentação,
abordamos dois temas teóricos importantes para o estudo dos instrumentos industriais: o
primeiro trata dos fundamentos, isto é, das classes, das características, da terminologia e dos
símbolos de identificação dos instrumentos. Já o segundo apresenta as variáveis de processo,
pressão e nível, destacando os aspectos relacionados à medição e ao controle de cada uma
delas, essenciais em inúmeras indústrias.
Procuramos desenvolver esses conteúdos de forma clara, buscando ilustrar os itens com
figuras para facilitar sua compreensão. Esperamos que, com o apoio permanente do docente
e deste material didático, você aperfeiçoe seus conhecimentos profissionais quanto à
instrumentação industrial e seus sistemas de controle.
Desejamos, enfim, que essa jornada de estudo seja proveitosa, capacitando-o para
enfrentar os desafios do mundo do trabalho.
SENAI-RJ 13
Técnicas de Instrumentação I – Teoria – Uma palavra inicial
Uma palavra inicial
Meio ambiente...
Saúde e segurança no trabalho...
O que é que nós temos a ver com isso?
Antes de iniciarmos o estudo deste material, há dois pontos que merecem destaque: a
relação entre o processo produtivo e o meio ambiente, e a questão da saúdee segurança no
trabalho.
As indústrias e os negócios são a base da economia moderna. Não só produzem os bens
e serviços necessários, como dão acesso a emprego e renda. Mas para atender a essas
necessidades, precisam usar recursos e matérias-primas. Os impactos no meio ambiente muito
freqüentemente decorrem do tipo de indústria existente no local, do que ela produz e,
principalmente, de como produz.
É preciso entender que todas as atividades humanas transformam o ambiente. Estamos
sempre retirando materiais da natureza, transformando-os e depois jogando o que “sobra” de
volta ao ambiente natural. Ao retirar do meio ambiente os materiais necessários para produzir
bens, altera-se o equilíbrio dos ecossistemas e arrisca-se ao esgotamento de diversos recursos
naturais que não são renováveis ou, quando o são, têm sua renovação prejudicada pela
velocidade da extração, superior à capacidade da natureza para se recompor. É necessário
fazer planos de curto e longo prazo, para diminuir os impactos que o processo produtivo
causa na natureza. Além disso, as indústrias precisam se preocupar com a recomposição da
paisagem e ter em mente a saúde dos seus trabalhadores e da população que vive ao seu
redor.
Com o crescimento da industrialização e a sua concentração em determinadas áreas, o
problema da poluição aumentou e se intensificou. Em relação ao ar e à água, a questão é
bastante complexa, pois as emissões poluentes se espalham de um ponto fixo para uma grande
região, dependendo dos ventos, do curso da água e das demais condições ambientais, tornando
difícil localizar, com precisão, a origem do problema. No entanto, é importante repetir que, ao
depositarem os resíduos no solo, ao lançarem efluentes sem tratamento em rios, lagoas e
demais corpos hídricos, as indústrias causam danos ao meio ambiente.
14 SENAI-RJ
Técnicas de Instrumentação I – Teoria – Uma palavra inicial
O uso indiscriminado dos recursos naturais e a contínua acumulação de lixo mostram a
falha básica de nosso sistema produtivo: ele opera em linha reta. Extraem-se as matérias-
-primas através de processos de produção desperdiçadores e que geram subprodutos tóxicos.
Fabricam-se produtos de utilidade limitada que, finalmente, viram lixo, o qual se acumula
nos aterros. Produzir, consumir e dispensar bens desta forma, obviamente, não é sustentável.
Enquanto os resíduos naturais (que não podem, propriamente, ser chamados de “lixo”)
são absorvidos e reaproveitados pela natureza, a maioria dos resíduos deixados pelas indústrias
não tem aproveitamento para qualquer espécie de organismo vivo e, para alguns, pode até ser
fatal. O meio ambiente pode absorver resíduos, redistribuí-los e transformá-los. Mas, da mesma
forma que a Terra possui uma capacidade limitada de produzir recursos renováveis, sua
capacidade de receber resíduos também é restrita, e a de receber resíduos tóxicos praticamente
não existe.
Ganha força, atualmente, a idéia de que as empresas devem ter procedimentos éticos
que considerem a preservação do ambiente como uma parte de sua missão. Isto quer dizer
que se devem adotar práticas que incluam tal preocupação, introduzindo processos que
reduzam o uso de matérias-primas e energia, diminuam os resíduos e impeçam a poluição.
Cada indústria tem suas próprias características. Também se sabe que a conservação de
recursos é importante. Deve haver crescente preocupação com a qualidade, durabilidade,
possibilidade de conserto e vida útil dos produtos.
As empresas precisam não só continuar reduzindo a poluição, como também buscar novas
formas de economizar energia, melhorar os efluentes, reduzir a poluição, o lixo, o uso de
matérias-primas. Reciclar e conservar energia são atitudes essenciais no mundo
contemporâneo.
É difícil ter uma visão única que seja útil para todas as empresas. Cada uma enfrenta
desafios diferentes e pode beneficiar-se de sua própria visão de futuro. Ao olhar para o futuro,
nós (o público, as empresas, as cidades e as nações) podemos decidir quais alternativas são
mais desejáveis e trabalhar com elas.
Entretando, é verdade que tanto os indivíduos quanto as instituições só mudarão as suas
práticas quando acreditarem que seu novo comportamento lhes trará benefícios – sejam estes
financeiros, para sua reputação ou para sua segurança.
A mudança nos hábitos não é uma coisa que possa ser imposta. Deve ser uma escolha de
pessoas bem-informadas a favor de bens e serviços sustentáveis. A tarefa é criar condições
que melhorem a capacidade de as pessoas escolherem, usarem e disporem de bens e serviços
de forma sustentável.
Além dos impactos causados na natureza, diversos são os malefícios à saúde humana
provocados pela poluição do ar, dos rios e mares, assim como são inerentes aos processos
produtivos alguns riscos à saúde e segurança do trabalhador. Atualmente, acidente de trabalho
é uma questão que preocupa os empregadores, empregados e governantes, e as conseqüências
acabam afetando a todos.
SENAI-RJ 15
Técnicas de Instrumentação I – Teoria – Uma palavra inicial
De um lado, é necessário que os trabalhadores adotem um comportamento seguro no
trabalho, usando os equipamentos de proteção individual e coletiva; de outro, cabe aos
empregadores prover a empresa com esses equipamentos, orientar quanto ao seu uso, fiscalizar
as condições da cadeia produtiva e a adequação dos equipamentos de proteção.
A redução do número de acidentes só será possível à medida que cada um – trabalhador,
patrão e governo – assuma, em todas as situações, atitudes preventivas, capazes de resguardar
a segurança de todos.
Deve-se considerar, também, que cada indústria possui um sistema produtivo próprio,
e, portanto, é necessário analisá-lo em sua especificidade, para determinar seu impacto sobre
o meio ambiente, sobre a saúde e os riscos que o sistema oferece à segurança dos trabalhadores,
propondo alternativas que possam levar à melhoria de condições de vida para todos.
Da conscientização, partimos para a ação: cresce, cada vez mais, o número de países,
empresas e indivíduos que, já estando conscientizados acerca dessas questões, vêm
desenvolvendo ações que contribuem para proteger o meio ambiente e cuidar da nossa saúde.
Mas isso ainda não é suficiente... faz-se preciso ampliar tais ações, e a educação é um valioso
recurso que pode e deve ser usado em tal direção. Assim, iniciamos este material conversando
com você sobre o meio ambiente, saúde e segurança no trabalho, lembrando que, no seu
exercício profissional diário, você deve agir de forma harmoniosa com o ambiente, zelando
também pela segurança e saúde de todos no trabalho.
Tente responder à pergunta que inicia este texto: meio ambiente, a saúde e a segurança
no trabalho – o que é que eu tenho a ver com isso? Depois, é partir para a ação. Cada um de
nós é responsável. Vamos fazer a nossa parte?
Introdução
Conceituação
Classes dos instrumentos
Características gerais dos instrumentos
Simbologia
Informações básicas
sobre tabelas de identificação
Praticando
Para consultar
Classes,
características e
simbologia dos
instrumentos
1
SENAI 19
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Introdução
Ao iniciarmos a fase do projeto de uma planta de processo, para qualquer que seja o
segmento (siderúrgico, petroquímico, de papéis, alimentício, etc.), devemos ter sempre em
mente que a escolha correta do sistema de instrumentação para fazer a medição, controle,
monitoração e alarme das variáveis deve ser criteriosa, pois ela pode significar a grande dife-
rença entre o sucesso e o fracasso.
Hoje, no mundo globalizado, o empenho com vistas à máxima otimização do processo é
constante, visando aumentar a duração da vida de uma empresa no mercado.
As classes, as características e grande parte dos instrumentos utilizados em plantas de
processo serão tratadas nesta unidade, e essas noções básicas irão acompanhá-lo durante o
curso que, daqui em diante, muitodepende de você.
Após o estudo dos conteúdos desta unidade você será capaz de:
• citar a classe e as características dos instrumentos utilizados na instrumentação;
• identificar os instrumentos utilizados na instrumentação de acordo com sua
simbologia.
Conceituação
Instrumentação é a ciência que aplica e desenvolve técnicas para adequação de instru-
mentos de medição, transmissão, indicação, registro e controle de variáveis físicas em equi-
pamentos, nos processos industriais.
Nas indústrias de processos, tais como a petroquímica, a siderúrgica, a alimentícia, a
têxtil, a de papel, etc, a instrumentação é responsável pelo rendimento máximo de um pro-
cesso, fazendo com que toda energia cedida seja transformada em trabalho, na elaboração do
produto desejado. As grandezas que traduzem transferências de energia, ou seja, pressão,
nível, vazão e temperatura, são denominadas variáveis de um processo.
20 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Classes de Instrumentos
Podemos classificar os instrumentos e dispositivos utilizados em instrumentação de acor-
do com a função que os mesmos desempenham no processo, o tipo de sinal recebido e o sinal
transmitido, como você vai verificar a seguir.
Classificação por funções
Os instrumentos que podem compor uma malha (figura a seguir) são classificados con-
forme o papel que desempenham.
Na tabela 1, temos uma descrição resumida de alguns destes instrumentos, que apare-
cem, em parte, na figura abaixo.
Fig. 1
SENAI 21
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
TABELA 1 – CLASSIFICAÇÃO POR FUNÇÃO
INSTRUMENTO DEFINIÇÃO
Detector
Dispositivo com o qual é possível detectar alterações na variável
do processo. Pode ser ou não parte do transmissor.
Transmissor
Instrumento que converte um sinal não-padrão em um sinal padrão
de natureza igual ou distinta.
Indicador
Instrumento que indica o valor da quantidade medida, enviado pelo
detector, transmissor, etc.
Registrador (computador
com impressora)
Instrumento que registra graficamente valores instantâneos,
medidos ao longo do tempo, e enviados pelo detector, transmissor,
controlador, etc.
Conversor
Instrumento cuja função é receber uma informação na forma de
sinal, que ele alterará e emitirá como sinal de saída, proporcional
ao de entrada.
Unidade aritmética
Instrumento que realiza operações nos sinais de valores de entrada,
de acordo com uma determinada expressão, fornecendo uma saída
resultante da operação.
Integrador
Instrumento que indica o valor obtido pela integração de
quantidades medidas em uma unidade de tempo.
Controlador
Instrumento que compara o valor medido com o desejado e,
baseado na diferença entre eles, emite sinal de correção para a
variável manipulada, a fim de que essa diferença seja igual a zero.
Elemento final de controle
(válvula)
Dispositivo cuja função é modificar o valor de uma variável que
leve o processo ao valor desejado.
Atuador
É a parte da válvula de controle que fornece a força com que ela
realiza seu trabalho.
22 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Classificação por tipo de sinal
Segundo essa classificação, os instrumentos são agrupados de acordo com o tipo de si-
nal transmitido e divididos em pneumático, hidráulico, elétrico, digital, via rádio ou modem,
conforme se descreve a seguir.
Tipo pneumático
Neste tipo, utiliza-se um gás comprimido, cuja pressão é alterada conforme o valor que
se deseja representar.
O padrão de transmissão ou recepção de instrumentos pneumáticos mais utilizado é de
0,2 kgf/cm2 a 1,0 kgf/cm2 .
Vantagem
• Poder operar com segurança em áreas onde existe risco de explosão.
Desvantagens
• Necessitar de tubulação de ar comprimido (ou outro gás) para seu suprimento e fun-
cionamento.
• Necessitar de equipamentos auxiliares tais como compressor, filtro, desumidificador,
etc., para fornecer aos instrumentos ar seco, e sem partículas sólidas.
• Necessitar do uso de reforçadores para o envio do sinal a longa distância, tendo em
vista o atraso que ocorre na sua transmissão. Normalmente a transmissão é limitada
a aproximadamente 100m .
• Ser difícil detectar vazamentos ao longo da linha de transmissão ou mesmo nos ins-
trumentos.
• Não permitir conexão direta aos computadores.
Tipo hidráulico
Neste tipo, utiliza-se a variação de pressão exercida em óleos hidráulicos para a trans-
missão de serial. É usado em aplicações onde o torque é elevado.
Vantagens
• Poder gerar grandes forças e assim acionar equipamentos de grande peso e dimensão.
• Ter resposta rápida.
SENAI 23
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Desvantagens
• Necessitar de tubulações de óleo para transmissão e suprimento.
• Necessitar de inspeção periódica do nível de óleo, bem como de sua troca.
• Necessitar de equipamentos auxiliares, tais como reservatório, filtros, bombas, etc.
Tipo elétrico
Neste caso a transmissão é feita utilizando sinais de corrente ou tensão. Como padrão de
transmissão temos:
• até 15m � 1V a 5V
• longas distâncias � 4mA a 20mA
Vantagens
• Permitir transmissão para longas distâncias, sem perdas.
• Permitir que a alimentação seja feita pelos próprios fios que conduzem o sinal de
transmissão.
• Necessitar poucos equipamentos auxiliares.
• Permitir fácil conexão aos computadores.
• Ser de fácil instalação.
• Permitir, de forma mais fácil, a realização de operações matemáticas.
• Permitir que o mesmo sinal (4mA a 20mA) seja “lido” por mais de um instrumento,
todos ligados em série. Existe, porém, um limite quanto à soma das resistências in-
ternas deste instrumento, que não deve ultrapassar o valor estipulado pelo fabrican-
te do transmissor.
Desvantagens
• Necessitar de técnico especializado para sua instalação e manutenção.
• Exigir utilização de instrumentos e cuidados especiais em instalações localizadas
em áreas de riscos.
• Exigir cuidados especiais na escolha do encaminhamento de cabos ou fios de sinais.
Os cabos de sinal devem ser protegidos contra ruídos elétricos.
24 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Tipo digital
Neste tipo, dados sobre a variável medida são enviados para uma estação receptora, atra-
vés de sinais digitais modulados e padronizados ( protocolos de comunicação).
Vantagens
• Não necessitar ligação ponto a ponto por instrumento.
• Poder utilizar um par trançado ou fibra óptica para transmissão dos dados.
• Ser imune a ruídos externos.
• Permitir configuração, diagnósticos de falha e ajuste em qualquer ponto da malha.
• Apresentar o menor custo final.
Desvantagens
• Existirem vários protocolos no mercado, o que dificulta a comunicação entre equi-
pamentos de marcas diferentes.
• Haver possibilidade de perder a informação e/ou controle de várias malhas, caso
ocorra rompimento no cabo de comunicação.
Via Rádio
Neste tipo, o sinal ou um pacote de sinais medidos é enviado à sua estação receptora via
ondas de rádio, em uma faixa de freqüência específica.
Vantagens
• Não necessitar de cabos de sinal.
• Ser possível enviar sinais de medição e controle de máquinas em movimento.
Desvantagens
• Ter alto custo inicial.
• Haver necessidade de técnicos altamente especializados.
Via Modem
A transmissão dos sinais é feita através de utilização de linhas telefônicas, pela modula-
ção do sinal em freqüência, fase ou amplitude.
SENAI 25
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Vantagens
• Ter baixo custo de instalação.
• Haver possibilidade de transmissão de dados a longas distâncias.
Desvantagens
• Necessitar de profissionais especializados.
• Ter baixa velocidade na transmissão de dados.
• Ser sujeito a interferências externas, inclusive violação de informações.
IndicadorInstrumento que dispõe de um ponteiro e de uma escala graduada na qual podemos ler
o valor da variável. Existem também indicadores digitais que mostram as variáveis em forma
numérica, com dígitos. A figura 2 mostra um indicador do tipo analógico.
Fig.2
Registrador
Instrumento que registra o valor da variável através de um traço contínuo, ou pontos, em
um gráfico.
Fig. 3
26 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Transmissor
Dispositivo que recebe uma variável de processo por meio de um elemento primário e
que produz uma saída cujo valor é geralmente proporcional ao valor da variável de processo.
O elemento primário pode ser ou não parte integrante do transmissor.
Fig. 4
Transdutor
Instrumento que recebe informações na forma de uma ou mais quantidades físicas,
modificando, caso necessário, as informações, e fornecendo um sinal de saída resultante.
Dependendo da aplicação, o transdutor pode ser um elemento primário, um transmissor ou
outro dispositivo.
Fig. 5
Controlador
Dispositivo que tem por finalidade manter, em um valor pré-determinado,uma variável
de processo. Esta atuação poderá ser feita manual ou automaticamente, agindo diretamente
na variável controlada, ou indiretamente, através de outra variável, chamada de variável ma-
nipulada.
SENAI 27
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Fig. 6 Fig. 7
Elemento final de controle
Dispositivo que altera diretamente o valor da variável manipulada de uma malha de
controle.
Fig. 8
Características gerais
dos instrumentos
As definições a seguir têm sido adotadas por todos que intervêm, direta ou indiretamen-
te, no campo da instrumentação industrial, com o objetivo de unificar (ou seja, empregar
sempre) a mesma linguagem.
28 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Observação
As definições e os termos empregados foram elaborados pela SAMA
(Scientific Apparatus Makers Association), em sua norma PMC 20. A
descrição da tabela de códigos de identificação de instrumentos é apre-
sentada mais adiante, nesta mesma unidade de estudo.
Faixa de Medida (Range)
Conjunto de valores da variável medida compreendidos dentro do limite superior e infe-
rior da capacidade de medida ou de transmissão do instrumento.
Expressa-se determinando os valores extremos.
Exemplo: 100°C – 500°C
0psi – 20psi
Alcance (Span)
Diferença algébrica entre o valor superior e inferior da faixa de medida do instrumento.
Exemplo: Num instrumento com range de 100°C a 500°C, seu span é 400°C.
Erro
Diferença entre o valor lido ou transmitido pelo instrumento, em relação ao valor real da
variável medida.
Podemos ter dois tipos de erro: erro estático e erro dinâmico.
Erro estático
Se houver processo em regime permanente, dependendo da indicação do instrumento,
que poderá estar indicando a mais ou a menos, o erro será chamado de estático. Nesse caso, o
erro poderá ser positivo ou negativo.
Exemplo: – Valor real da variável = 110°C
– Valor lido = 112°C
– Erro estático de 2°C positivo
Erro dinâmico
Quando não existir variável constante, haverá um atraso na transferência de energia do
meio para o medidor. O valor medido estará geralmente atrasado em relação ao valor real da
variável. Essa diferença entre o valor real e o valor medido é chamada de erro dinâmico.
SENAI 29
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Observação
Exemplo: Num dado instante, t
0
 , temos a variável e a indicação em 100°C. Em outro
instante, t
1
 , a variável está se modificando e passando por 110°C e a indicação, em t
1
, é de
106°C. Temos, nesse, momento, um erro dinâmico de 4°C.
Quando a variável estiver constante, haverá somente o erro estático.
Quando a variável não estiver constante, poderá haver o erro dinâ-
mico e o erro estático.
Precisão
É o maior valor de erro estático que um instrumento pode apresentar, ao longo de sua
faixa de trabalho.
Podemos expressá-la de diversas maneiras:
• em porcentagem do valor medido.
Exemplo: Precisão de + 1%. Para 80°C, teremos uma margem de + 0,8°C.
• em porcentagem do valor máximo da escala do instrumento.
Exemplo: Precisão de 1%. Range de 50°C a 150°C.
A precisão será de + 1,5°C
• pode-se ter, também, a precisão dada diretamente em unidades da variável.
Exemplo: Precisão de + 2°C.
Zona Morta
É a máxima variação que a variável pode ter, sem que provoque alteração na indicação
ou sinal de saída de um instrumento.
Exemplo: Um instrumento com range de 0°C a 200°C e com uma zona morta de + 0,1%,
terá essa zona morta igual, em grau centígrados, a
30 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Sensibilidade
É a mínima variação que a variável pode ter, provocando mudança na indicação ou sinal
de saída de um instrumento.
Exemplo: um instrumento com range de 0°C a 500°C e com uma sensibilidade de + 0,05%
terá valor de
Histerese
É o erro máximo apresentado por um instrumento, para um mesmo valor, em qualquer
ponto da faixa de trabalho, quando a variável percorre toda a escala, nos sentidos ascendente
e descendente.
É expressa em porcentagem do span do instrumento.
Devemos destacar que a noção de zona morta está incluída na histerese.
Exemplo: Num instrumento com range de – 50°C a 100°C , sendo sua histerese de ± 0,3%, o
erro será 0,3% de 150°C, ou seja, ± 0,45°C
Repetibilidade
É a máxima diferença entre diversas medidas de um mesmo valor da variável, quando
se adota sempre o mesmo sentido de variação. Expressa-se em porcentagem do span do
instrumento. Na repetibilidade não está incluída a histerese.
Simbologia
Identificação e símbolos para instrumentos
Com objetivo de simplificar e globalizar o entendimento dos protocolos utilizados para
representar as configurações das malhas de instrumentação, foram criadas normas em diver-
sos países.
No Brasil, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), através de sua norma
SENAI 31
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
NBR8190, apresenta e sugere o uso de símbolos gráficos para representação dos diversos ins-
trumentos e suas funções nas malhas de instrumentação. No entanto, como é dada a cada
empresa a liberdade de estabelecer / escolher a norma a ser seguida na elaboração dos seus
diversos documentos de projeto de instrumentação, outras normas são utilizadas. Assim, de-
vido a sua maior abrangência e atualização, uma das normas mais utilizadas em projetos
industriais no Brasil é a estabelecida pela ISA (Instrument Society of America).
Nesta unidade usaremos a padronização baseada na N-901b da Petrobras, de setembro/87.
Essa norma estabelece uma codificação para identificação alfa-numérica bem como sím-
bolos gráficos de instrumentos ou de funções programadas, usados nos projetos daquela
empresa. A representação gráfica inclui o inter-relacionamento dos componentes da malha.
Não fazem parte dessa norma os símbolos gráficos de equipamentos de processo.
Ela se aplica integralmente na elaboração de Fluxogramas de Engenharia.
Para outros documentos, envolvendo instrumentos ou funções programadas, as reco-
mendações para identificação são integralmente aplicáveis.
Admite-se uma simplificação na utilização dos símbolos gráficos recomendados por essa
norma, no que diz respeito a Fluxogramas de Processo.
Normas a consultar
Da PETROBRAS
(a) N-58 – Símbolos Gráficos para Fluxogramas de Processo de Engenharia (pro-
cedimento);
(b)N-1521 – Identificação de Equipamentos Industriais;
(c) N-1710 – Codificação de Documentos Técnicos de Engenharia (Classificação)
Da SAMA ( “ Scientific Apparatus Makers Association”)
PMC 22.1 -1981 – Functional Diagramming of Instrument and Control Systems.
Da ISA ( “Instrument Society of America”)
A simbologia de instrumentação analógica edigital, compartilhada e integral, distribuí-
da e centralizada, baseia-se nas seguintes normas americanas, geralmente traduzidas para o
português:
ISA 55.1 – Instrumentation, Symbols and Identification, 1984
ISA 55.2 – Binary Logic Diagrams for Process Operations, 1981
ISA 55.3 – Graphic, Symbols for Distributed Control/Shared Display Instru-
mentation, Logic and Computer System,1983.
32 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Informações básicas sobre
tabelas de identificação
Ao final desta unidade, na seção Para consultar, está anexada uma série de tabelas que
você deverá analisar com bastante atenção, sempre que elas forem referenciadas ao longo de
nossa leitura.
O objetivo dessas tabelas é apresentar, de modo conciso, o conjunto de caracteres pa-
dronizados e símbolos indicadores de funções. Podemos classificá-las em:
• Tabela de letras de identificação (Anexo I)
Apresenta o significado das letras usadas na identificação funcional.
• Tabela de combinação de letras de identificação típica (Anexo II)
Apresenta um conjunto de combinações típicas, a partir da sistemática estabelecida na
Tabela de Letras de Identificação (Anexo I).
Descrição da tabela de códigos de identificação de instrumentos
Cada instrumento ou função programada será identificado por um conjunto de letras
que o classifica funcionalmente em um conjunto de algarismos que indica a malha ao qual o
instrumento ou função programada pertence. Eventualmente, para completar a identifica-
ção, poderá ser acrescido um sufixo. O exemplo seguinte mostra como identificar um instru-
mento, de acordo com os anexos I e II.
PD AL 2111 02 B
Variável Função Área deAtividades
Nº seqüencial
da Malha
Identificação Funcional Identificação da Malha
S
U
F
I
X
O
Identificação do Instrumento
onde:
P – variável ou iniciadora: Pressão;
D – modificadora da variável medida ou iniciadora: Diferencial;
A – função de informação: Alarme;
L – modificadora da função de informação: Baixo;
2111 – área de atividades, onde o instrumento ou função programada atua, de acordo com a
norma da PETROBRAS N-1710 que trata da codificação de instrumentos de Engenharia;
02 – número seqüencial da malha;
B – repetição do ponto de alarme.
SENAI 33
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Em instalações já existentes, caso seja diretriz do órgão (departamen-
to ou serviço) responsável pela operação da instalação, os instrumentos
do campo Área de atividade podem ser identificados, utilizando-se:
(a) codificação existente;
(b) conforme N-1710 Grupo 2.
A seguir, apresentamos alguns arranjos típicos na área de instrumentação.
Controlador e registrador de vazão comandando válvula de controle,
com transmissão pneumática.
Registrador no painel e transmissor local.
Instrumento combinado de
registro e controle de nível,
comandando válvula de controle,
com transmissão pneumática.
Instrumento no painel transmisso-
res de locais.
Instrumento combinado de registro e controle
de nível, comandando válvula de controle, com
transmissão pneumática.
Instrumento no painel transmissores de locais.
Instrumento combinado: controlador, indicador
de nível e transmissor, comandando válvula de
controle, com indicador no painel e em
transmissão pneumática.
34 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
• Identificação Funcional
A identificação funcional é formada por um conjunto de letras, cujo significado é dado
na Tabela de Letras de Identificação do Anexo I. O primeiro grupo de letras identifica a variá-
vel medida ou iniciadora. O segundo grupo de letras identifica as funções do instrumento ou
função programada.
A identificação funcional é estabelecida de acordo com a função do instrumento ou fun-
ção programada, e não, de acordo com sua construção. Assim, um registrador de pressão di-
ferencial usado para registro de vazão é identificador por FR. Um indicador de pressão e um
pressostato conectados à saída de um transmissor de nível pneumático são identificados como
LI e LS, respectivamente.
O primeiro grupo de letras de identificação funcional é selecionado de acordo com a
variável medida e não de acordo com a variável manipulada. Logo, uma válvula de controle
que varia a vazão para controlar um nível comandado por um controlador de nível é LV e não
FV.
O segundo grupo de letras identifica as funções do instrumento, ou função programada,
a saber:
• função passiva
 elemento sensor, orifício ou restrição, poço;
• função de informação
alarme, indicador local, registro;
• função ativa ou de saída
controle, transmissão, chave.
Algumas letras podem ser usadas como modificadores. A letra modificadora altera ou
complementa o significado da letra precedente.
A seleção das letras de identificação deve estar de acordo com a Tabela do Anexo I, como
segue:
Controlador e registrador de nível comandando
válvula de controle com transmissão pneumáti-
ca. Controlador no painel e transmissor local.
SENAI 35
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
(a) Variável medida ou iniciadora: lª letra
(Exemplo: Pressão - P);
(b)Modificador da variável medida ou iniciadora, quando necessário.
(Exemplo: Diferencial – D);
(c) Função passiva ou de informação (display), em qualquer ordem entre si.
(Exemplo: Alarme – A);
(d)Função de saída ou ativa, em qualquer ordem entre si, exceto quando as funções
controle (C) e válvula (V) estão simultaneamente presentes. Nesses casos, a letra C
deve preceder a letra V, como exemplo: HCV, PCV;
(e) Modificador das funções, quando necessário.
(Exemplo: Baixo – L).
• Dispositivo com funções múltiplas
Deve ser representado nos fluxogramas com tantos símbolos quantas forem as variáveis
medidas, saídas e/ou funções.
Assim, por exemplo, um controlador de temperatura com uma chave deve ser repre-
sentado por dois círculos tangentes; um, identificado com TIC-211102 e o outro, com
TSH-2111021.
Admite-se que seja identificado por TIC/TSH-211102 em textos ou referências.
A identificação funcional deve ser composta de, no máximo, quatro (4) letras. Dentro
desse limite, recomenda-se, ainda, usar o mínimo de letras, adotando os seguintes procedi-
mentos:
(a) para instrumentos com funções múltiplas, as letras podem ser divididas em
subgrupos;
(b)no caso de um instrumento com indicação e registro da mesma variável, a letra I
pode ser omitida.
Todas as letras da identificação funcional devem ser maiúsculas.
• Identificação da Malha
Complementando a identificação funcional, cada instrumento recebe um número que
identifica a malha à qual ele pertence. Esse número é comum a todos os instrumentos que
compõem uma mesma malha.
36 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Um instrumento que pertence a duas malhas pode receber o número da malha princi-
pal: nos casos em que não for conveniente caracterizar uma das malhas como principal, o
instrumento pode ser numerado, considerando-o como integrante de uma nova malha.
A identificação da malha é composta por um prefixo numérico que corresponde à
codificação da área de atividade, de acordo com a N-1710, e por um número seqüencial, com
um mínimo de dois dígitos.
Em documentos, como fluxogramas, onde aparece uma única área de atividade clara-
mente identificada, o prefixo característico da área pode ser omitido no intuito de se evitar a
repetição. No entanto, um instrumento que no fluxograma foi identificado sem o prefixo, quan-
do referido em documentos avulsos, notadamente em requisições, deve ser identificado com
o número completo, incluindo o prefixo.
As malhas são numeradas em seqüência por área de atividades e por variável de proces-
so, isto é, em uma área haverá uma seqüência numérica, para cada variável.
Exemplo: TIC-211102 é o segundo instrumento de temperaturada área 2111.
Exceção deve ser feita para válvulas de segurança e/ou alívio que terão seqüência numé-
rica particular. A mesma regra se aplica para discos de ruptura e termopares.
Na fase inicial de um projeto, as malhas são preferencialmente numeradas em seqüência
crescente, de acordo com o fluxo principal do processo. Porém, quando, no decorrer do pro-
jeto, são eventualmente acrescentados novos instrumentos, a seqüência já estabelecida não
deve sofrer revisões, sendo as malhas novas acrescidas à seqüência existente.
Em alguns casos, pode haver interesse de se grupar um certo tipo de instrumento em
relação aos demais. Recomenda-se, nesses casos, prever faixas numéricas para cada grupo
que se deseja destacar. Assim, devido à sua abundância, poderá haver interesse em agrupar
os manômetros e termômetros locais, numerando-os na parte final da seqüência numérica.
Exemplo: Numa unidade em que há 12 malhas de temperatura, excluindo os termômetros
locais, estes poderiam ser numerados a partir de 21, deixando-se a seqüência de 13 a 20
para eventuais acréscimos futuros.
Sempre que numa malha houver mais que um instrumento com a mesma identificação
funcional, é usado um sufixo para individualizar cada um deles, de acordo com a N-1521.
Um instrumento com mais de uma função, é designado, preferencialmente, por todas as
suas funções. Assim, um registrador de duas penas, registrando vazão e pressão, é identifica-
do como FR-211102/PR211104. Opcionalmente, esse registrador pode ser designado por
UR-211101.
Acessórios de instrumentos, tais como reguladores de ar, rotâmetros de purga, potes de
selagem e outros que não são simbolizados nos fluxogramas, mas que, no entanto, precisam
de designação em outros documentos, são identificados pela primeira letra de identificação
funcional e pelo número da malha a que servem. As letras subseqüentes são escolhidas de
SENAI 37
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
acordo com a função do acessório. Assim, o poço do termômetro TI-211107 é TW-211107; o
poço de teste de temperatura é TP-211102; o rotâmetro de purga de manômetro PI-211109 é
PX-211109.
Identificação de instrumentos no uso de sistemas digitais
Devido à necessidade do emprego de um certo número de dígitos para identificação de
instrumentos, no uso de sistemas digitais (8 dígitos nos sistemas de controle atualmente dis-
tribuídos), é responsabilidade de cada usuário a definição das letras e algarismos a serem
suprimidos na identificação dos instrumentos de painel (virtuais), para torná-la compatível
com o equipamento utilizado.
Notas complementares
Nota l – Qualquer primeira letra, se usada em combinação com uma ou mais letras
modificadoras, representará uma nova variável medida.
Exemplo: TDI e TI indicam duas variáveis, que são temperatura diferencial e temperatura.
Nota 2 – O tipo de análise deve ser indicado fora do símbolo gráfico que identifica o
instrumento ou função programada.
Nota 3 – A letra “U” também pode ser usada em substituição à combinação de duas ou
mais letras do primeiro grupo e/ou combinação de duas ou mais letras do segundo grupo.
Essa aplicação deve se limitar aos casos em que seja necessária a redução no número de
caracteres de identificação do instrumento.
Nota 4 – A letra “X” serve para representar variáveis não previstas (devido ao uso pouco
freqüente), ou que não possam ser definidas, em virtude de expressarem a interação de mais
de uma variável. Quando usada, a ela podem ser atribuídas quaisquer significados, seja no
primeiro ou segundo grupos de letras. Os significados da letra devem ser indicados fora do
símbolo gráfico que identifica o instrumento ou função programada, exceto quando usada
com símbolos específicos.
Nota 5 – A utilização dos termos modificadores ALTO, BAIXO, MÉDIO ou INTERMEDIÁ-
RIO e VARREDURA são opcionais.
Nota 6 – O termo SEGURANÇA só se aplica para elementos primários e finais de prote-
ção, para condições de emergência. Portanto, uma válvula auto-operada que protege um sis-
tema, aliviando pressão acima do valor desejado, será uma PVC. Somente será uma PSV se for
usada para proteger o sistema contra condições de emergência, isto é, condições que colo-
cam em risco o pessoal e o equipamento, ou ambos, e que não se espera que aconteçam nor-
malmente. A designação PSV se aplica a todas as válvulas que são utilizadas para proteger
contra condições de emergência em termos de pressão, não importando se a construção e o
modo de operação da válvula a enquadram como válvula de segurança, válvula de alívio ou
válvula de segurança e alívio.
38 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Nota 7 – A função REGISTRADOR aplica-se a qualquer dispositivo que armazene e per-
mita a recuperação das informações por qualquer meio.
Nota 8 – A combinação de letras do segundo grupo CV só deve ser utilizada para válvulas
de controle auto-atuadas.
Nota 9 – A letra “K”, no segundo grupo, é uma opção para a designação da estação de
controle, enquanto que a letra “C”, nesse mesmo grupo, é usada para designar controlador
automático ou manual.
Nota 10 – O tipo de função que a letra “Y”, no segundo grupo, representa, deve ser indica-
do fora do símbolo que identifica o instrumento ou função programada, quando este não é
suficiente para a completa identificação. Essa indicação adicional é dispensável quando se
tratar de símbolo específico, como no caso de válvulas solenóides em linhas de sinal pneu-
mático.
Nota 11 – Os termos ALTO e BAIXO, quando aplicados a posições de válvulas, designam:
• ALTO – válvula na posição totalmente aberta, ou aproximando-se dela.
• BAIXO – válvula na posição totalmente fechada, ou aproximando-se dela.
Nota 12 – As letras modificadoras de função “L” ou “H”, quando repetidas, representam a
graduação de valores de uma variável em uma mesma malha.
Símbolos gráficos utilizados em fluxograma
Os desenhos dos anexos IV a XV indicam símbolos com o objetivo de representar a
instrumentação em fluxogramas e outros desenhos, estendendo sua aplicação para uma va-
riedade de processos.
As aplicações mostradas foram escolhidas para ilustrar os princípios dos métodos de
identificação e símbolos gráficos.
Os símbolos gráficos gerais para instrumentos ou funções programadas do Anexo IV, são
usados com finalidades distintas:
(a) representar e identificar um instrumento (exemplo: controlador);
(b)identificar um instrumento que tem símbolo próprio (exemplo: válvula de controle).
Nesse caso, o traço que une o símbolo com identificação do instrumento ao símbolo
representativo do instrumento não toca este último.
O número de identificação de um componente de uma malha de controle não precisa
ser, obrigatoriamente, colocado em todos os componentes da malha. Por exemplo, válvulas
de controle, placas de orifícios e termopares podem deixar de ser identificados.
Notações abreviadas podem ser acrescentadas junto aos símbolos, para esclarecer sua
função na malha.
Exemplo: Válvulas de controle que trabalhem em alcance bipartido devem ter as notações
3-9psig e 9-15psig, bem como as respectivas ações na falta de energia de atuação, apresen-
SENAI 39
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
tadas adjacentes às linhas de sinal.
Os símbolos podem ser traçados com qualquer orientação. As linhas de sinal podem ser
desenhadas, entrando ou saindo de um símbolo, em qualquer ângulo. Entretanto, os indica-
dores de função do Anexo III e as identificações dos instrumentos devem estar sempre na
horizontal. As setas direcionadas devem ser usadas nas linhas de sinal, quando necessárias
para o esclarecimento do sentido de fluxo de informações.
As fontes de suprimento elétrico, pneumático ou outras são omitidas, a não ser que a sua
representação seja essencial para se entender a operação de um instrumento ou malha de
controle.
De modogeral, apenas uma linha de sinal é suficiente para representar as interconexões
de dois instrumentos, embora fisicamente, tais interconexões se façam através de várias linhas.
A seqüência em que os instrumentos ou funções programadas de uma malha são
conectadas num fluxograma devem refletir a lógica funcional, podendo, ou não, corresponder
à seqüência das conexões físicas.
Fluxogramas de Processo são normalmente menos detalhados que Fluxogramas de En-
genharia. Esses últimos devem mostrar todos os componentes essenciais de um processo,
mas podem diferir de usuário para usuário, quanto à quantidade de detalhes não essenciais a
serem implementados. Em qualquer caso, a coerência deve estar presente em cada aplicação.
Os termos CONCEPTUAL, SIMPLIFICADO E DETALHADO aplicados nos fluxogramas
do Anexo XIV, foram escolhidos para representar exemplos típicos de utilização dos símbolos
gráficos. Cada usuário deve estabelecer o grau de detalhes que preencha os propósitos de um
documento específico ou de um esquema a ser gerado.
É comum omitirem-se, em Fluxograma de Engenharia, os símbolos de componentes de
intertravamento executado por relés, particularmente quando representam sistemas elétri-
cos de intertravamento.
Por exemplo, uma chave de nível para parada de bomba deve ser representada na malha,
bem como termostatos e pressostatos que atuam em válvulas solenóides ou outros dispositi-
vos de intertravamento. Nesses casos, relés auxiliares e outros componentes podem ser omi-
tidos e apresentados em documentos específicos, tais como Diagramas Funcionais.
Exemplos de simbologia em fluxograma
A finalidade dos desenhos apresentados nos Anexos IV a X é padronizar os símbolos uti-
lizados nos documentos de projeto de instrumentação. Os Anexos XI e XV mostram exemplos
de aplicação da Norma.
Em desenhos em que eventualmente sejam apresentados símbolos gráficos, provenien-
tes de outras normas ou convenções, devem ser tomados cuidados de forma a evitar má in-
terpretação.
Os títulos Fluxograma conceptual, Fluxograma simplificado e Fluxograma detalhado, do
40 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Anexo XIV, representam uma utilização típica dos símbolos gráficos e não um sistema de con-
trole específico.
• Fluxograma conceptual
É aquele onde os principais pontos de medição e controle devem ser definidos por sím-
bolos gráficos simplificados e por identificação abreviada.
• Fluxograma simplificado
É aquele onde o desenvolvimento da concepção de controle, sem levar em consideração
os equipamentos específicos (hardware), é apresentado por símbolos gráficos orientados fun-
cionalmente e por identificação abreviada.
• Fluxograma detalhado
É aquele onde é feita a descrição completa dos sistemas de controle, incluindo:
• definição dos equipamentos específicos e tipos de sinais;
• símbolos gráficos detalhados;
• identificação completa.
SENAI 41
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Praticando
1) Cite a função de cada componente das malhas abaixo:
a) 
b) 
c) 
2) Complete os textos de acordo com as figuras ao lado:
a) Instrumento ....................................: controlador, indicador
de ........................ e ..............................., comandando válvula
de controle, com ................................... no painel e com
transmissão .................................................. .
b) Registrador controlador de ...........................................,
no painel (com transmissão elétrica) comandando ...........
.................................... de ........................................., com
transmissão ................................................ .
SENAI 43
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Para consultar
Anexos
I – Tabela de letras de identificação (4 folhas)
II – Tabela de combinação de letras de identificação
(1 folha)
III – Símbolos de linha para instrumentação (1 folha)
IV – Símbolos gerais para instrumentos ou funções
programadas (2 folhas)
V – Símbolos de corpo de válvulas (1 folha)
VI – Símbolos de atuadores (1 folha)
VII – Símbolos de ação dos atuadores na falta de energia
(1 folha)
VIII– Símbolos de elementos primários de vazão (1 folha)
IX – Símbolos de dispositivos auto-atuados (2 folhas)
X – 1ª letra – exemplos (6 folhas)
XI – Função – exemplos (5 folhas)
XII – Combinação simples – exemplos (5 folhas)
XIII– Combinação complexa – exemplo (1 folha)
XIV – Grau de detalhamento – exemplos (3 folhas)
XV – Comentários sobre instrumentação para um
sistema de destilação (2 folhas)
SENAI 45
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo I
Tabela de Letras de Identificação
Primeira letra Letras Subseqüentes
Variável Modificador Função display Função saída Modificador
A Análise (5,19) Alarme
B Queimador Escolha (1) Escolha (1) Escolha (1)
C Escolha (1) Controle (13)
D Escolha (1) Diferencial
E Tensão (f.e.m.) Elemento sensor
F Vazão (flow) Fração ou relação (4)
G Escolha (1) Visor (9) ouindicador local
H Manual (hand) Alto (high)(7, 15, 16)
I Corrente Indicação (10)
J Potência Varredura (scan) (7)
K Tempo Tempo de mudança(4, 21) Estação controle (22)
L Nível (level) Lâmpada (11) Baixo (low)(7,15,16)
M Escolha (1) Momentâneo Médio (7, 15)
N Escolha (1) Escolha (1) Escolha (1) Escolha (1)
O Escolha (1) Orifício ouRestrição
P Pressão, Vácuo Ponto de teste
Q Quantidade Integral, Total (4)
R Radiação Registro (17)
S Velocidade ouFreqüência Segurança (8) Chave (13)
T Temperatura Transmissão (18)
U Multivariável (6) Multifunção (12) Multifunção (12) Multifunção (12)
V
Vibração,
Análise
mecânica
Válvula (13)
W Peso, Força Poço (well)
X
Não classificado
(2)
Variável a
definir
Eixo X Não classificado (2) Não classificado (2) Não classificado (2)
Y Evento, EstadoFunção a definir Eixo Y
Relé computação
(13, 14, 18)
Z Posição ouDimensão Eixo Z Elemento final
46 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Notas para a Tabela das Letras de Identificação
1. Uma letra de escolha do usuário tem o objetivo de cobrir significado não listado que é
necessário em uma determinada aplicação. Se usada, a letra pode ter um significado como
de primeira letra ou de letras subseqüentes. O significado precisa ser definido uma única
vez em uma legenda. Por exemplo, a letra N pode ser definida como módulo de elasticida-
de, como uma primeira letra, ou como osciloscópio, como letra subseqüente.
2. A letra X não classificada tem o objetivo de cobrir significado não listado que será usado
somente uma vez, ou usado em um significado limitado. Se usada, a letra pode ter qual-
quer número de significados como primeira letra ou como letra subseqüente. O significa-
do da letra X deve ser definido do lado de fora do círculo do diagrama. Por exemplo, XR
pode ser registrador de consistência e XX pode ser um osciloscópio de consistência.
3. A forma gramatical do significado das letras subseqüentes pode ser modificado livremen-
te. Por exemplo, I pode significar indicador ou indicação; T pode significar transmissão
ou transmissor.
4. Qualquer primeira letra combinada com as letras modificadoras D (diferencial), F (rela-
ção), M (momentâneo), K (tempo de alteração) e Q (integração ou totalização) representa
uma variável nova e separada e a combinação é tratada como uma entidade de primeira
letra. Assim, os instrumentos TDI e TI indicam duas variáveis diferentes: diferença de tem-
peratura e temperatura. As letras modificadoras são usadas quando forem aplicáveis.
5. A letra A (análise) cobre todas as análises não descritas como uma escolha do usuário. O
tipo de análise deve ser especificado fora do círculo de identificação. Por exemplo, análise
de pH, análise de O
2
. Análise é variávelde processo e não função de instrumento, como
muitos pensam, principalmente por causa do uso inadequado do termo analisador.
6. O uso de U como primeira letra para multivariável em lugar de uma combinação de ou-
tras primeiras letras é opcional. É recomendável usar as primeiras letras específicas em
lugar da letra U, que deve ser usada apenas quando o número de letras for muito grande.
Por exemplo, é preferível usar PR/TR para indicar um registrador de pressão e temperatu-
ra em vez de UR. Porém, quando se tem um registrador multiponto, com 24 pontos e
muitas variáveis diferentes, deve-se usar UR.
7. O uso dos termos modificadores alto (H), baixo (L), médio (M) e varredura (J) é opcional.
8. O termo segurança aplica-se a elementos primários e finais de proteção de emergência.
Assim, uma válvula auto-atuada que evita que a operação de um sistema de fluido atinja
valores elevados, aliviando o fluido do sistema, tem um tag PCV (válvula controladora de
pressão). Porém, o tag desta válvula deve ser PSV (válvula de segurança de pressão) se ela
protege o sistema contra condições de emergência, ou seja, condições que são perigosas
para o pessoal ou o equipamento, e que são raras de aparecer. A designação PSV aplica-se
SENAI 47
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
a todas as válvulas de proteção contra condições de alta pressão de emergência, in-
dependente de sua construção, modo de operação, local de montagem, categoria de
segurança, válvula de alívio ou de segurança. Um disco de ruptura tem o tag PSE
(elemento de segurança de pressão).
9. A função passiva G aplica-se a instrumentos ou equipamentos que fornecem uma
indicação não calibrada, como visor de vidro ou monitor de televisão. Costuma-se
aplicar TG para termômetro e PG para manômetro, o que não é previsto por esta
norma.
10. A indicação normalmente se aplica a displays analógicos ou digitais de uma medi-
ção instantânea. No caso de uma estação manual, a indicação pode ser usada para o
dial ou indicador do ajuste.
11. Uma lâmpada piloto que é parte de uma malha de instrumento deve ser designada
por uma primeira letra seguida pela letra subseqüente L. Por exemplo, uma lâmpada
piloto que indica o tempo expirado deve ter o tag KQL (lâmpada de totalização de
tempo). A lâmpada para indicar o funcionamento de um motor tem o tag EL (lâmpa-
da de voltagem), pois a voltagem é a variável medida conveniente para indicar a
operação do motor ou YL (lâmpada de evento), assumindo que o estado de operação
está sendo monitorado. Não se deve usar a letra genérica X, como XL.
12. O uso da letra U para multifunção, em lugar da combinação de outras letras funcio-
nais é opcional. Este designador não específico deve ser usado raramente.
13. Um dispositivo que liga, desliga ou transfere um ou mais circuitos pode ser uma
chave, um relé, um controlador liga–desliga ou uma válvula de controle, dependen-
do da aplicação. Se o equipamento manipula uma vazão de fluido do processo e não
é uma válvula manual de bloqueio liga–desliga, ela é projetada como válvula de con-
trole. É incorreto usar o tag CV para qualquer coisa que não seja uma válvula de
controle auto–atuada. Para todas as aplicações que não tenham vazão de fluido de
processo, o equipamento é projetado como:
a) chave, se for atuada manualmente.
b) chave ou controlador liga–desliga, se for automático e for o primeiro dispositivo
na malha. O termo chave é geralmente usado se o dispositivo é aplicado para alar-
me, lâmpada piloto, seleção, intertravamento ou segurança. O termo controlador
é usado se o dispositivo é aplicado para o controle de operação normal.
c) relé, se for automático e não for o primeiro dispositivo na malha, mas atuado por
uma chave ou por um controlador liga–desliga.
14. As funções associadas com o uso de letras subseqüentes Y devem ser definidas do
48 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
lado de fora do círculo de identificação. Por exemplo, FY pode ser o extrator de raiz qua-
drada na malha de vazão; TY pode ser o conversor corrente para pneumático em uma
malha de controle de temperatura. Quando a função é evidente como para uma válvula
solenóide ou um conversor corrente para pneumático ou pneumático para corrente, a
definição pode não ser obrigatória.
15. Os termos modificadores alto, baixo, médio ou intermediário correspondem aos valores
da variável medida e não aos valores do sinal. Por exemplo, um alarme de nível alto prove-
niente de um transmissor de nível com ação inversa deve ser LAH, mesmo que fisicamen-
te o alarme seja atuado quando o sinal atinge um valor mínimo crítico.
16. Os termos alto e baixo quando aplicados a posições de válvulas e outros dispositivos de
abrir e fechar são assim definidos:
a) alto significa que a válvula está totalmente aberta.
b) baixo significa que a válvula está totalmente fechada.
17. O termo registrador se aplica a qualquer forma de armazenar permanentemente a infor-
mação que permita a sua recuperação por qualquer modo.
18. Elemento sensor, transdutor, transmissor e conversor são dispositivos com funções dife-
rentes, conforme ISA S37.1.
19. A primeira letra V, vibração ou análise mecânica, destina-se a executar as tarefas em
monitoração de máquinas que a letra A executa em uma análise mais geral. Exceto para
vibração, é esperado que a variável de interesse seja definida fora das letras de tag.
20. A primeira letra Y se destina ao uso quando as respostas de controle ou monitoração são
acionadas por evento e não acionadas pelo tempo. A letra Y, nesta posição, pode também
significar presença ou estado.
21. A letra modificadora K, em combinação com uma primeira letra como L, T ou W, significa
uma variação de taxa de tempo da quantidade medida ou de inicialização. A variável WKIC,
por exemplo, pode representar um controlador de taxa de perda de peso.
22. A letra K como modificador é uma opção do usuário para designar uma estação de controle,
enquanto a letra C seguinte é usada para descrever controlador automático ou manual.
SENAI 49
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo II
T
A
B
E
L
A
 D
E
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M
B
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50 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo III
SÍMBOLOS DE LINHA PARA INSTRUMENTAÇÃO (1)
Notas
(1) Todas as linhas devem ser mais finas que as linhas de processo
(2) Quando necessário, devem ser acrescentadas às abreviaturas abaixo, para a designação do tipo de suprimento:
(A) AS – AR;
(B) ES – ELÉTRICO;
(C) GS – GÁS;
(D) HS – HIDRÁULICO;
(E) NS – NITROGÊNIO;
(F) SS – VAPOR;
(G) WS – ÁGUA.
(3) Quando necessário, deve seracrescentado o nível de suprimento.
Ex. 1: AS – 7. Isto é, suprimento de ar a 7kgf/cm2.
Ex. 2: ES – 24 VCC. Isto é, suprimento elétrico, em corrente contínua de 24V.
(4) O símbolo de sinal pneumático aplica-se a sinais que usem qualquer gás como meio de transmissão, com exceção
do ar; os demais gases devem ser identificados.
(5) A utilização de qualquer das alternativas apresentadas é aceitável, desde que a opção seja mantida para todos os
documentos do projeto.
(6) O fenômeno eletromagnético inclui calor, ondas de rádio, radiação nuclear e luz.
(7) Aplicação restrita aos fluxogramas simplificados e conceptuais.
SENAI 51
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo IV
SÍMBOLOS GERAIS PARA INSTRUMENTOS
OU FUNÇÕES PROGRAMADAS
Notas
(1) Locação principal corresponde normalmente, para instrumentos discretos, ao painel central. Analogamente,
locação auxiliar corresponde ao painel local ou casa de controle dedicada a um conjunto de funções específicas
de um sistema de processo.
(2) Os dispositivos ou funções programadas, normalmente inacessíveis ou “atrás do painel”, devem ser desenhados
usando o mesmo símbolo, mas com a linha horizontal central tracejada.
(3) Quando necessário especificar a localização do instrumento ou função programada, podem ser utilizadas
abreviaturas junto ao símbolo gráfico, tais como:
(A) MD 1: módulo nº1.
(B) CO2: console de operação nº2.
1/2
52 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo IV
SÍMBOLOS GERAIS DIVERSOS
Notas
(1) Não é obrigatória esta representação para instrumentos com invólucro comum.
(2) Para símbolo lógico específico, ver ISA S 5.2.
 2/2
SENAI 53
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo V
SÍMBOLOS DE CORPO DE VÁLVULAS
Notas
(1) Estes símbolos são alternativas aos definidos na N-58.
(2) Adjacentes aos símbolos dos corpos das válvulas, podem ser dadas informações adicionais.
54 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo VI
SÍMBOLOS DE ATUADORES
Notas
(1) O piloto pode ser um posicionador, uma válvula solenóide, um conversor de sinal, etc.
(2) O posicionador não precisa ser apresentado, a menos que haja um dispositivo intermediário na sua saída. Quando
usado o símbolo do posicionador, onde não exista dispositivo intermediário, o sinal de saída não precisa ser mostrado.
Quando o símbolo do posicionador é o mesmo para todos os tipos de atuadores, a identificação do posicionador, ZC,
não precisa ser mostrada.
(3) A flecha representa o caminho do fluido na condição de falha de energia e não, necessariamente, o sentido do
escoamento.
SENAI 55
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo VII
SÍMBOLOS DE AÇÃO DOS ATUADORES (1)
NA FALTA DE ENERGIA (2)
Notas
(1) Os símbolos de ação dos atuadores apresentados servem apenas para ilustração, podendo ser representados com
qualquer tipo de atuador que seja compatível com o corpo da válvula.
(2) As representações das ações dos atuadores, na falta de energia, são as mesmas definidas usualmente pela expressão
“condição de prateleira” (“shelf position”).
(3) Como alternativa para as flechas e barras, podem ser empregadas as seguintes abreviações:
FA (“FALHA ABRE”) – ABRE NA FALHA DE ENERGIA.
FF (“FALHA FECHA”) – FECHA NA FALHA DE ENERGIA.
FE (“FALHA ESTACIONÁRIA”) – MANTÉM A ÚLTIMA POSIÇÃO DO ATUADOR APÓS A FALHA DE ENERGIA.
FI (“FALHA INDETERMINADA”) – VAI PARA QUALQUER POSIÇÃO APÓS A FALHA DE ENERGIA.
56 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo VIII
SÍMBOLOS DE ELEMENTOS PRIMÁRIOS DE VAZÃO
SENAI 57
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo IX
SÍMBOLOS DE DISPOSITIVOS AUTO-ATUADOS
 1/2
58 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo IX
SÍMBOLOS DE DISPOSITIVOS AUTO-ATUADOS
Nota
(1) A válvula de segurança ou alívio atuada por solenóide, embora seja atuada por energia externa, está grupada entre
os dispositivos auto-atuados, com a finalidade de apresentar os símbolos de válvulas de alívio no mesmo anexo.
 2/2
SENAI 59
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo X
1ª LETRA – EXEMPLOS
1/6
60 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo X
1ª LETRA – EXEMPLOS
 2/6
SENAI 61
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo X
1ª LETRA – EXEMPLOS
 3/6
62 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo X
1ª LETRA – EXEMPLOS 4/6
SENAI 63
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo X
1ª LETRA – EXEMPLOS
 5/6
64 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo X
1ª LETRA – EXEMPLOS 6/6
SENAI 65
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XI
FUNÇÃO – EXEMPLOS
 1/5
66 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XI
FUNÇÃO – EXEMPLOS 2/5
SENAI 67
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N – 901 b
Anexo XI
FUNÇÃO – EXEMPLOS
 3/5
68 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XI
FUNÇÃO – EXEMPLOS
 4/5
SENAI 69
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XI
FUNÇÃO – EXEMPLOS
 5/5
70 SENAI
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N – 901 b
Anexo XII
COMBINAÇÃO SIMPLES – EXEMPLOS
 1/5
SENAI 71
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XII
COMBINAÇÃO SIMPLES – EXEMPLOS
 2/5
72 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XII
COMBINAÇÃO SIMPLES – EXEMPLOS
 3/5
SENAI 73
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XII
COMBINAÇÃO SIMPLES – EXEMPLOS
 4/5
74 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XII
COMBINAÇÃO SIMPLES – EXEMPLOS
 5/5
SENAI 75
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XIII
COMBINAÇÃO COMPLEXA – EXEMPLO
76 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XIV
GRAU DE DETALHAMENTO – EXEMPLOS
 1/3
SENAI 77
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XIV
GRAU DE DETALHAMENTO – EXEMPLOS
 2/3
78 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
N – 901 b
Anexo XIV
GRAU DE DETALHAMENTO – EXEMPLOS
 3/3
SENAI 79
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Anexo XV
COMENTÁRIOS SOBRE INSTRUMENTAÇÃO
PARA UM SISTEMA DE DESTILAÇÃO
A figura da próxima página mostra a descrição simbólica completa de um processo de
destilação.
A vazão de alimentação é medida (FE-3, FT-3) eregistrada (FR-3), mas não controlada. A
taxa de entrada de calor é proporcional à taxa de alimentação multiplicada por um ganho de
relé (FY-3B), que ajusta o ponto de ajuste do controlador de vazão do óleo quente (FRC-1).
O produto leve da torre é condensado e tem a temperatura controlada, mantendo-se
constante a pressão da coluna (PRC-11). A saída do produto leve tem vazão controlada
(FRC-4). O ponto de ajuste do controlador é ajustado por um relé divisor (UY-6). As entradas
desse relé são a vazão de alimentação, modificada pelo relé função (FY-3A) e a saída do
controlador de análise dos produtos leves (ARC-5). O controlador de análise recebe a análise
do produto de seu transmissor, que também transmite o sinal para uma chave de análise dual
(alta/baixa), que, por sua vez, atua em alarmes correspondentes.
O nível do acumulador é mantido constante (LIC-7) através da manipulação da vazão de
refluxo (LV-7), que é uma válvula com falha aberta (FO). Uma chave de nível separada atua
um alarme de nível do acumulador em alta e baixa (LSH/L9). Há uma indicação de nível local
através de visor (LG 10).
São medidas temperaturas em vários pontos do processo e os valores são registrados
(6 pontos – TJR 8-1 a 8-6) indicados (3 pontos – TJI 9-1 a 9-3). Alguns dos pontos de registro
possuem chaves de acionamento de temperatura baixa e alta (por exemplo, TJSH 8-2,
TAH 8-2 e TJSL 9-5 e TAL 8-5), com os respectivos alarmes.
80 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Classes, características e simbologia dos instrumentos
Instrumentação para um sistema de destilação
Introdução
Pressão
Medição de pressão
Selagem
Nível
Medição de nível
Praticando
Para consultar
Medição de pressão
e de nível
2
SENAI 83
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Medição de pressão e de nível
Introdução
A pressão é, com certeza, uma variável de grande importância na área de instrumentação.
Através dela, podemos medir e controlar uma série de outras variáveis,tais como nível, vazão
e densidade. Partindo deste princípio, o domínio de conhecimentos sobre a pressão é de muito
interesse.
Esta unidade se propõe a dar informações básicas não só sobre os tipos de pressão, bem
como sobre os meios para medição de pressão e nível. Este estudo proporcionará noções
essenciais mas detalhadas sobre esses assuntos e esperamos que, ao terminá-lo, você seja
capaz de identificar corretamente os tipos de pressão e os processos para medição de pressão
e nível.
Para maior facilidade de assimilação desses conteúdos, é importante o estudo da unidade
anterior, bem como uma revisão de alguns conceitos físicos necessários à medição de pressão.
Pressão
É a relação entre uma força e a área plana sobre a qual essa força é uniformemente distri-
buída, sendo o plano da área perpendicular à direção da força .
Fig. 1 – Aplicação de uma força em uma superfície
84 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Medição de pressão e de nível
Outras formas de representação de pressão
.
Dimensionalmente tem-se:
[P] = [M] [L-1] [T-2]
onde:
[P] é a dimensão de pressão
[M] é a dimensão de massa
[L-1] é a dimensão de comprimento
[T-2] é a dimensão de tempo
Tabela 1 – Transformação
Pa kgf/cm 2 at atm
Pa 1 0.10197x10 - 4 0.10197x10 - 4 9.8712x10 - 6
kgf/cm 2 9.8067x10 4 1 1 0.96805
at 9.8067x10 4 1 1 0.96805
mmH 2 O 9.8067 1x10
- 4 1x10 - 4 0.96805x10 - 4
bar 1x10 5 1.0197 1.0197 0.98712
psi 6.894x10 3 0.0703 0.0703 0.068054
mmHg 1.3332x10 2 1.3595x10 - 3 1.3595x10 - 3 1.316x10 - 3
mmH 2 O bar psi mmHg
Pa 0.10203 1x10 - 5 1.4505x10 - 4 7.5007x10 - 3
kgf/cm 2 1.0006x10 4 0.98069 14.224 735.56
at 1.0006x10 4 0.98069 14.224 735.56
atm 1.0336x10 4 1.01303 14.694 760
mmH 2 O 1 0.9801x10
- 4 1.4216x10 - 3 0.07353
bar 1.0203x10 4 1 14.505 750.187
psi 703.406 0.6894 1 517.33
mmHg 13.6 1.333x10 - 3 1.933x10 - 2 1
SENAI 85
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Medição de pressão e de nível
Exemplo:
Uma força (F) de 10 newtons é aplicada numa superfície de 10m2. Qual é o valor da
pressão?
A pressão será representada sempre por unidade de área. Portanto, nesse exemplo, ela
equivale a 1N/m2. Como esse valor é empregado para definir 1 (um) pascal (ou seja, a unidade
de pressão), conclui-se que a pressão equivalerá a l pascal (1Pa).
Pressão atmosférica
A palavra atmosfera designa a camada gasosa que envolve o globo terrestre. Consideran-
do que o globo é envolvido por uma camada de ar com uma espessura total de 50km, a cama-
da superior não sofre qualquer pressão.
Por outro lado, a camada inferior, encontrando-se na superfície da terra e suportando
todas as camadas superiores, exerce, ao nível do solo, uma pressão correspondente ao peso
total da coluna de ar.
Essa pressão é chamada de pressão atmosférica ou barométrica.
A pressão atmosférica normal, reduzida a 0°C e submetida à intensidade normal da gra-
vidade, medida por uma aceleração de 9,80665 metros por segundo, ao quadrado, é igual à
pressão de uma coluna de mercúrio de 760mm de altura.
Pressão efetiva
É a pressão medida em relação à pressão atmosférica existente no local, podendo ser
positiva ou negativa. A pressão efetiva recebe ainda os nomes de pressão relativa e pressão
manométrica.
Quando se fala em pressão relativa ou efetiva, subentende-se que a pressão é medida
tomando-se por referência a pressão atmosférica, e que vácuo é uma pressão negativa, em
relação à pressão atmosférica.
Quando aplicamos uma pressão de 20psi no pneu de um automóvel, chamamos essa
pressão de relativa, pois ela é medida em relação à pressão atmosférica.
Esvaziando-se o pneu, teremos, no mesmo, a pressão atmosférica, isto é, zero de pressão
relativa ou efetiva.
Convencionou-se que toda medição de pressão indica simplesmente o seu valor, e fica
implícito que é pressão relativa.
86 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Medição de pressão e de nível
Pressão absoluta
É a pressão positiva, a partir do vácuo perfeito, ou seja, a soma da pressão atmosférica do
local e da pressão efetiva.
Um exemplo típico de sensor de pressão absoluta é o conhecido barômetro, que pode
ser visto na figura a seguir. A altura da coluna de mercúrio mede a diferença entre a pressão
atmosférica local e a pressão “zero” de vácuo que existe acima da coluna de mercúrio.
Fig. 2 – Barômetro
Pressão absoluta e pressão relativa
Podemos medir pressão tomando como referência de medidas dois valores diferentes. O
primeiro deles é chamado zero absoluto de pressão, que é a condição ideal existente em situ-
ações de vácuo perfeito. Quando as medidas são efetuadas em relação a este ponto de refe-
rência, teremos o que chamamos de pressão absoluta. As pressões absolutas terão sempre
um valor positivo ou nulo.
SENAI 87
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Medição de pressão e de nível
Fig. 3 – Pressão relativa
O segundo valor de referência é a pressão atmosférica. Este referencial depende das con-
dições existentes no local de medida e varia com a altitude em relação ao nível do mar. Sendo
assim, não é um referencial absoluto. Pressões medidas em relação a este referencial são
chamadas pressões relativas e podem ser positivas ou negativas, conforme seus valores se-
jam maiores ou menores que a pressão vigente no local de medida (Fig.3). As pressões acima
da atmosférica (positivas) são referidas usualmente como pressão manométrica e as pres-
sões menores que a atmosférica (negativas) como vácuo.
Pela própria definição de pressão absoluta e relativa, podemos estabelecer a relação en-
tre elas, ou seja:
p = P
rel
 + P
atm
 Ao nível do mar, podemos considerar a pressão atmosférica como valendo o seguinte:
P
atm
 = 1atm = 760mmHg = 10.35mH
2
O = 1.033kg/cm2 = 14.7 psi
88 SENAI
Técnicas de Instrumentação I - Teoria – Medição de pressão e de nível
Medição de pressão
A medição de uma variável de processo é feita, sempre, baseada em princípios físicos ou
químicos e nas modificações que sofrem as matérias quando sujeitas