O que é o ponto de orvalho da água e por que ele é importante para a indústria?

A NPL define o ponto de orvalho como:

'A temperatura na qual o orvalho, ou condensação, se forma ao se resfriar um gás. Quando o condensado é gelo, isso é conhecido como ponto de congelamento."

É um parâmetro comum em meteorologia, daí o nome “ponto de orvalho”, mas neste artigo veremos por que ele é importante para uma grande variedade de processos industriais. (Se você quiser saber mais sobre as aplicações meteorológicas das medições do ponto de orvalho, aqui está uma breve explicação do Met Office do Reino Unido.)

Ao contrário de outras variáveis de processo, como temperatura, pressão e fluxo, a umidade tem duas características exclusivas:

• É difícil medir com precisão, pois a umidade é diretamente afetada pela temperatura e pela pressão
• A umidade do processo é frequentemente um contaminante e pode danificar gravemente os processos e equipamentos e reduzir a qualidade do produto.

A higrometria é a medição do teor de umidade dos gases, e um higrômetro detecta, mede e emite ou exibe a umidade relativa ou absoluta do gás. Além do termo “higrômetro”, ele também pode ser chamado de:

• Analisador de umidade
• Sensor de umidade
• Medidor de ponto de orvalho
• Monitor de ponto de orvalho
• Detector de umidade, etc.

Quais são as diferenças entre umidade, ponto de orvalho e umidade relativa?

A umidade é simplesmente a umidade dissolvida em um gás. Sempre há um nível de umidade no ar ao nosso redor, mas quando se trata de processos industriais, os níveis de umidade geralmente precisam ser controlados.

A umidade relativa é uma medida da umidade em termos de seu ponto de saturação. Assim como acontece com a dissolução de sólidos em um líquido, um gás só pode reter uma certa quantidade de umidade dissolvida antes de começar a se condensar de volta à fase líquida. O ponto de saturação varia de acordo com a temperatura do gás e a pressão, sendo que temperaturas mais altas e pressões mais baixas permitem que mais umidade seja retida no gás como umidade. Se a temperatura for reduzida ou a pressão aumentada, o ponto de saturação mudará e a %rh também aumentará.

A %rh é uma medida de quão próxima do ponto de saturação está a umidade no gás.

O conteúdo de umidade também é um parâmetro importante para muitos processos. Ao contrário da umidade relativa ou do ponto de orvalho, o teor de umidade não muda com a pressão ou a temperatura: é uma medida das moléculas reais de água no gás.

É declarado como partes por milhão por volume (PPM_V)

O ponto de orvalho é outra medida variável de umidade. Em vez de observar a capacidade do gás de reter umidade, o ponto de orvalho mede a temperatura na qual a umidade líquida começará a se condensar. Assim como a umidade relativa, a temperatura do ponto de orvalho depende da pressão do gás que está sendo medido.

É indicado como °C de ponto de orvalho, °C de ponto de congelamento ou °C_td

Cada um desses parâmetros oferece aos operadores um benefício ligeiramente diferente. Como o ponto de orvalho é uma medida da temperatura na qual a umidade líquida se condensará, ele é mais vantajoso em aplicações nas quais os operadores precisam evitar a condensação de umidade - por exemplo, em tubulações nas quais a temperatura ambiente pode cair abaixo de zero. Garantir que a temperatura do ponto de orvalho do gás esteja abaixo da temperatura ambiente mais baixa possível significa que nenhuma umidade líquida se condensará e não haverá risco de bloqueios devido ao gelo.

O ponto de orvalho também é um parâmetro comum para monitorar a saída de secadores industriais e também pode ser estipulado em regulamentos de qualidade.

Qual é a melhor maneira de medir o ponto de orvalho em um processo industrial?

Há muitas opções disponíveis para os operadores medirem o ponto de orvalho em processos industriais - a escolha final depende da aplicação específica e, muitas vezes, do orçamento:

• Os transmissores de ponto de orvalho são pequenos, econômicos e adequados a uma ampla variedade de aplicações seguras e perigosas.
• Os higrômetros portáteis de ponto de orvalho são mais adequados para fins de teste e verificação. Eles podem ser usados para verificar as leituras de analisadores de umidade on-line e também para fazer verificações pontuais em diferentes pontos de um processo, por exemplo, para identificar a localização de vazamentos.
• Os Analisadores de Umidade de Processo são frequentemente, mas nem sempre, sistemas aprovados para áreas perigosas que incluem processamento de amostras e um analisador de umidade. Geralmente, eles são projetados para uso em refinarias ou usinas de processamento de gás natural.
• Os higrômetros de espelho resfriado medem a formação real de condensado em uma superfície com temperatura controlada. Eles oferecem excelente precisão com pouquíssimo desvio - embora sejam usados com frequência como referências de laboratório, muitos modelos são adequados para monitorar processos industriais, como a fabricação de semicondutores ou processos metalúrgicos.

Quais são os benefícios de medir o ponto de orvalho em um processo?

A umidade pode penetrar em praticamente qualquer superfície, tornar inúteis os resultados dos testes, resultar em baixa qualidade do produto, causar corrosão na tubulação, levar à formação de gelo em baixas temperaturas, causar desgaste prematuro e falha do equipamento, além de reagir com outros produtos químicos e gases.

O monitoramento do ponto de orvalho em um gás de processo oferece os seguintes benefícios:

Segurança do processo e proteção do equipamento

O excesso de umidade na tubulação pode causar corrosão e reduzir a integridade do equipamento, além de possíveis vazamentos ou até mesmo explosões. Em condições de frio, o gelo pode se formar e bloquear as tubulações. O controle da umidade reduz a necessidade de manutenção não programada e protege a equipe.

Qualidade

A umidade tem um efeito prejudicial em muitos produtos finais. Na metalurgia, o nível de umidade em um forno precisa de um controle cuidadoso para evitar produtos fracos, enquanto na produção farmacêutica os pós devem ser mantidos secos para evitar aglomeração. A baixa umidade é necessária em refinarias para evitar reações químicas indesejadas.

Economizando energia

O custo mais alto de muitos processos é o calor necessário para os secadores. O monitoramento da saída dos secadores garante que o ciclo possa ser interrompido assim que o ciclo de secagem for concluído.

Regulamentos para reuniões

Muitos órgãos industriais globais concordam com padrões internacionais de qualidade, que geralmente incluem níveis de umidade ou de ponto de orvalho. Um exemplo disso são os padrões de gás da EASEE para a qualidade do gás natural.

Consultoria especializada para sua aplicação

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