Temperatura
1. A Variável Mais Medida na Indústria
A temperatura é a variável de processo mais medida mundialmente. Está presente em reatores químicos, fornos, caldeiras, permutadores de calor, linhas de vapor, criogenia e processos alimentícios. A medição incorreta pode comprometer qualidade do produto, segurança e vida útil dos equipamentos.
2. Termopares (TC — Thermocouple)
Baseia-se no Efeito Seebeck: quando dois metais diferentes são unidos e há diferença de temperatura entre as junções, surge uma força eletromotriz (FEM) proporcional à temperatura.
| Tipo | Materiais | Faixa (°C) | Uso típico |
|---|---|---|---|
| J | Ferro / Constantan | −40 a +750 | Fornos industriais |
| K | Cromel / Alumel | −200 a +1260 | Mais versátil; uso geral |
| E | Cromel / Constantan | −200 a +900 | Alta sensibilidade |
| T | Cobre / Constantan | −200 a +370 | Baixa temperatura, laboratório |
| N | Nicrosel / Nisil | −200 a +1300 | Substituição do K em altas T |
| R / S | Pt/Rh / Pt | 0 a +1760 | Siderurgia, metalurgia |
| B | Pt-30%Rh / Pt-6%Rh | +600 a +1820 | Temperatura extrema |
Compensação da Junta Fria (CJC)
Todo termopar exige compensação da temperatura da junta fria (ponto de referência). Os transmissores modernos fazem CJC eletrônica automaticamente, mas extensões de cabo devem ser do tipo correto (cabo de extensão ou compensação).
3. RTDs — Detectores de Temperatura por Resistência
Baseiam-se na variação da resistência elétrica dos metais com a temperatura. O PT100 (platina, 100 Ω a 0°C) e PT1000 (1000 Ω a 0°C) são os mais utilizados.
| Característica | PT100 | Termopar K |
|---|---|---|
| Faixa típica | −200 a +850°C | −200 a +1260°C |
| Exatidão | Alta (Classe A: ±0,15°C) | Menor (±2,2°C típico) |
| Estabilidade | Excelente | Boa |
| Custo | Maior | Menor |
| Conexão | 2, 3 ou 4 fios | 2 fios (FEM) |
Por que 3 fios no PT100?
Em medições a 2 fios, a resistência do cabo é somada à leitura, causando erro. A ligação a 3 fios (circuito Wheatstone) compensa a resistência de um cabo; a 4 fios elimina completamente o erro de cabo (ideal para laboratório).
4. Pirômetros (Medição sem Contato)
Medem a radiação infravermelha emitida pelo objeto. Ideais para superfícies em movimento (rolos laminadores), metais fundidos e onde o contato é inviável. Requerem ajuste correto da emissividade (ε) do material.
5. Poço Termométrico (Thermowell)
O sensor (termopar ou RTD) é inserido em um poço termométrico metálico que o protege da pressão e fluido do processo. O poço introduz um atraso térmico adicional (tempo de resposta mais lento), mas é essencial para segurança e substituição sem interrupção do processo.
6. Transmissores de Temperatura com Head
Transmissores montados na cabeça de conexão do sensor convertem o sinal do sensor (mV do termopar ou Ω do RTD) em 4–20 mA. Vantagens: redução de interferências no cabo, linearização digital e diagnóstico online via HART.
7. Temperatura em Zonas Classificadas
O transmissor em área Ex deve ter barreira zener ou isolador galvânico entre a área classificada e o painel de controle, garantindo que energia elétrica insuficiente para ignição chegue à área perigosa (conceito de segurança intrínseca — "ia" ou "ib").