Na indústria é necessário monitorar de forma contínua e permanente as correntes do processo produtivo. Uma coleta mal feita de uma amostra para análise em laboratório pode comprometer seriamente toda uma produção, isto por não representar fielmente as características do processo.

A utilização de analisadores industriais vem crescendo, a nível mundial, de maneira elevada devido ao uso da instrumentação digital. Em conjunto com os microcomputadores de processo, os analisadores passaram a exercer uma função prioritária no sentido de se manter as plantas de processo o mais perto possível do ponto ótimo de operação.

Com as análises sendo realizadas diretamente no processo produtivo o tempo de espera de um resultado do laboratório para liberar, ou corrigir, uma produção deixou de existir. A correção pode ser on time.

Os analisadores industriais, em sua grande maioria, são instrumentos desenvolvidos a partir de equipamentos de laboratório, modificados e melhorados para ter longa vida sob condições ambientais severas e adversas, e também serem seguros em áreas consideradas perigosas.

Existem vários tipos de analisadores industriais utilizados em diferentes indústrias. Alguns dos principais incluem:

• Analisadores de gases: São utilizados para medir a composição de gases em processos industriais, como a concentração de oxigênio, dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, entre outros.
• Analisadores de líquidos: São usados para medir a composição química de líquidos industriais, como concentração de substâncias orgânicas, pH, condutividade, concentração de metais pesados, entre outros.
• Analisadores de partículas: São utilizados para medir o tamanho e a concentração de partículas sólidas ou líquidas em suspensão em processos industriais, como a contagem de partículas em ar comprimido, concentração de partículas em efluentes líquidos, entre outros.
• Analisadores de umidade: Usados para medir a quantidade de umidade em materiais sólidos ou gases, como a umidade em grãos, madeira, papel, ar comprimido, entre outros.
• Analisadores de viscosidade: São usados para medir a viscosidade de líquidos, como óleos, tintas, produtos químicos, entre outros.
• Analisadores de qualidade da água: Utilizados para medir a qualidade da água em termos de pH, oxigênio dissolvido, turbidez, concentração de substâncias químicas, entre outros.
• Analisadores de radiação: São utilizados para medir a exposição à radiação ionizante em ambientes industriais, como a radiação em usinas nucleares, laboratórios de pesquisas, entre outros.

Neste post vamos focar em dois tipos, usuais e importantes, de analisadores industriais: o analisador de pH e o analisador de umidade.

1. Analisador de pH

O conceito de pH foi introduzido por Sorensen em 1909. Ele reconheceu que a concentração iônica de hidrogênio é frequentemente importante em processos químicos. Enquanto estudava reações enzimáticas ele achou conveniente definir um símbolo que pudesse representar a concentração de íons de hidrogênio e chamou este símbolo de pH, definido pela seguinte equação: pH = – log [H+],  onde [H+] é a concentração de íons de hidrogênio.

O pH define o índice de alcalinidade e de acidez de uma substância. Sua escala, para a temperatura de 25 °C, varia de 0 a 14 pH, com pH = 7 definido como neutro (pH da água pura). Valores abaixo de 7 pH definem substâncias ácidas e acima de 7 alcalinas ou básicas.

Exemplos de produtos e seus respectivos pH.

A medição de pH é de extrema importância no ambiente industrial por várias razões:

1. Controle de processos: A medição de pH é frequentemente utilizada para controlar e monitorar os processos industriais, como por exemplo, a produção de produtos químicos, alimentos, medicamentos, produtos de limpeza, entre outros. O pH pode afetar diretamente a qualidade e eficiência desses processos, sendo essencial o seu controle para garantir a consistência e conformidade dos produtos finais.
2. Determinação de reações químicas: O pH é um fator crítico em muitas reações químicas, uma vez que influencia a velocidade e natureza dessas reações. Portanto, a medição de pH é fundamental para entender e controlar as reações químicas que ocorrem nos processos industriais.
3. Controle de qualidade: A medição de pH é um parâmetro importante no controle de qualidade de muitos produtos industriais. Por exemplo, em indústrias alimentícias, o pH é medido para determinar se um alimento está adequado para consumo, pois muitos microrganismos patogênicos não conseguem sobreviver em uma faixa de pH específica.
4. Proteção do meio ambiente: A medição de pH é usada para monitorar o pH das águas residuais industriais antes de serem descartadas no meio ambiente. O pH adequado é crucial para a preservação dos ecossistemas aquáticos e evitar impactos negativos no meio ambiente.
5. Segurança dos trabalhadores: A medição de pH também é importante para garantir a segurança dos trabalhadores industriais. Em algumas indústrias, como a química, altos níveis de acidez ou alcalinidade podem representar riscos à saúde e segurança dos trabalhadores. A medição regular do pH ajuda a identificar e controlar esses riscos.

Em resumo, a medição de pH desempenha um papel fundamental no ambiente industrial, pois auxilia no controle de processos, na determinação de reações químicas, no controle de qualidade de produtos, na proteção do meio ambiente e na segurança dos trabalhadores.

2. Analisador de Umidade

A medição de umidade ambiente tem por finalidade determinar qual o conteúdo de vapor d’água existente em uma atmosfera, normalmente ar. A finalidade dessas medições está normalmente relacionada aos sistemas de secagem de ar para instrumentação pneumática, estufas, laboratórios, etc.

Chama-se umidade relativa RH ao conteúdo de vapor d’água em determinada condição de temperatura e pressão, relativo ao conteúdo máximo de vapor d’água que o ambiente admitiria naquelas condições de temperatura e pressão.

A medição de umidade é o processo, então, de determinar a quantidade de água presente em um determinado ambiente ou substância. Essa é uma medida importante em diversas áreas, como agricultura, meteorologia, indústria, construção civil, entre outros.

Existem diferentes métodos para medir a umidade, e cada um deles tem suas vantagens e desvantagens, além de ser mais adequado para determinados tipos de medição. Alguns dos métodos mais comumente utilizados são:

• Higrômetro: é um dispositivo eletrônico que mede a umidade relativa do ar. Ele consiste em um sensor de umidade que utiliza uma combinação de materiais sensíveis à umidade, como o polímero de lítio ou o sensor capacitivo, para determinar a quantidade de umidade relativa presente no ar.
• Psicrômetro: também conhecido como termômetro úmido, é um instrumento que mede a umidade do ar usando a diferença de temperatura entre um termômetro seco e um termômetro úmido. A evaporação da água resfria o termômetro úmido, fazendo com que ele registre uma temperatura mais baixa do que o termômetro seco. A diferença entre as duas leituras pode ser usada para calcular a umidade relativa do ar.
• Medidores de ponto de orvalho: esses instrumentos medem a temperatura em que o ar úmido se torna saturado, ou seja, a temperatura em que o vapor de água começa a se condensar em forma de gotículas de água. Essa temperatura é conhecida como ponto de orvalho e está diretamente relacionada à umidade relativa do ar. A partir dessa medida, é possível determinar a quantidade de umidade presente no ar.
• Balanças de umidade: esses equipamentos são comumente utilizados em laboratórios para medir a umidade de substâncias sólidas. A amostra é colocada em uma câmara fechada e aquecida, e o peso é monitorado ao longo do tempo. A perda de peso é registrada, permitindo calcular a umidade presente na amostra.

É importante ressaltar que a medição da umidade requer a utilização de instrumentos calibrados e a consideração de fatores como temperatura, pressão atmosférica e possíveis interferências que possam afetar a precisão dos resultados. Além disso, a medição da umidade pode ser afetada por fatores externos, como correntes de ar, radiação solar e proximidade de fontes de umidade. Portanto, é fundamental seguir procedimentos adequados para obter medições confiáveis.

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