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Lunes, 21 Enero 2019 15:00

O que a Mecânica Quântica tem a ver com o Controle de Combustíveis?

Nelson Luís Margarido

Nelson Luís Margarido

Dir. Industrial na Korth RFID Ltda
Engenheiro Mecânico pela USP São Carlos

Entenda como a manutenção dos medidores garante precisão no controle de combustíveis

Em novembro de 2018 cientistas e representantes de institutos de pesos e medidas de vários países do mundo se reuniram, em conferência em Versalhes, para determinar o novo modelo de peso padrão que deverá ser adotado nos próximos anos. Atualmente, o Quilo padrão (apelidado de Big-K) é um bloco cilíndrico feito com uma liga de platina-irídio, que fica guardado em uma câmera de vácuo na França. Esse bloco foi fabricado no final do século XVIII e só pode ser manipulado algumas vezes por ano - seguindo uma série de procedimentos que garantem a manutenção de suas características. Apesar disso, nos últimos 200 anos, essa peça vem vagarosamente perdendo massa, devido à própria manipulação e limpeza da peça. A massa total perdida nesse período corresponde ao peso de um cílio humano, o que parece muito pouco, mas já pode comprometer os resultados de experimentos com alta precisão.

Assim sendo, ficou-se determinado nessa reunião que o novo modelo de Quilo padrão seria baseado na constante de Planck, que trata de características subatômica dos materiais, com o auxílio de um dispositivo chamado balança de Watt. Dessa forma, o Quilo padrão não dependerá mais de um artefato físico, que pode sofrer alterações com o tempo, mas sim de uma constante imutável da natureza.

Isso mostra como é importante garantir a precisão e manutenção de nossos instrumentos de medição. Pense bem: se o Big-K, que é apenas um bloco metálico, que fica muito bem guardado e é manipulado com todo cuidado sofre alterações com o tempo, imagina os blocos de medição cheios de peças móveis e que são diariamente maltratados com vibração, choques mecânicos, contaminação com terra, água, e etc. Na prática, os valores medidos pelos blocos volumétricos sofrem alterações o tempo todo e, se você pretende fazer um bom controle de combustíveis, deve mantê-los calibrados e aferidos. Esses procedimentos não são complicados ou caros e podem gerar uma boa economia para o seu negócio.

O que é calibração e porque ela é importante?

Quase todos os blocos medidores volumétricos usados em abastecimento de combustível são compostos de um conjunto mecânico, que se movimenta de forma proporcional à passagem do líquido. Quer seja um bloco de pistões, disco nutante, engrenagens ovais ou turbinas, a ideia geral é sempre a mesma: existe uma peça (pistão, hélice, disco) que gira conforme o líquido passa. Esse movimento aciona uma série de engrenagens que, ao final, movimenta um eixo de saída que pode acionar uma cabeça mecânica, no caso de mostradores comuns, ou um gerador de pulsos, no caso de mostradores eletrônicos.

O problema é que, por mais perfeita que seja a produção desses equipamentos, sempre haverá uma pequena diferença de comportamento entre dois medidores, mesmo que pareçam absolutamente idênticos. Essa diferença é ocasionada por pequenas imperfeições decorrentes do processo de fabricação de suas peças.

A calibração nada mais é do que o processo em que essas pequenas diferenças são corrigidas por um mecanismo auxiliar (normalmente um circuito bypass) garantindo que blocos diferentes sempre apresentem o mesmo resultado. Na verdade, com a calibração o bloco é “ensinado” a se movimentar de maneira sempre igual e precisa.

Os blocos novos são calibrados na fábrica e não vão requerer novas calibrações em campo. Porém, conforme vão sendo utilizados, os desgastes das peças internas fazem com que a calibração de fábrica se perca e serão necessárias recalibrações.

Para você realizar uma boa calibração dos seus blocos só é necessário um instrumento chamado Balde Calibrador ou Aferidor. O balde calibrador é um tanque, construído em aço e aferido conforme portaria do Inmetro. Nele cabem exatamente 20 litros de combustível, com uma imprecisão de 10ml. Esse dispositivo é indispensável para o controle de combustíveis porque se comporta como um fiel de balança. Sempre que houver dúvida sobre a medição do combustível, apenas um balde calibrado e lacrado pode ser usado para resolver a questão. Por isso, se não possui um equipamento desses, providencie assim que possível! São fáceis de comprar, baratos, robustos e duráveis.

O funcionamento do balde calibrador é muito simples. Você vai colocar o combustível no balde até que atinja a marca de exatamente 20 litros (descontando a espuma). Nesse momento, seu indicador deve estar mostrando uma leitura de exatamente 20 litros. Preste atenção nisso: você irá colocar o combustível no balde e verificar o que seu indicador mostra. Nesse momento seu balde trabalha como padrão indicando o que deve acontecer. Se mostrar acima ou abaixo desse valor, seu bloco deve ser recalibrado.  Para cada modelo de bloco medidor existe uma maneira diferente de fazer a calibração, mas em todos os casos será necessário um balde calibrado.

Uma vez que ajustou seu bloco e o volume mostrado é de exatamente 20 litros, você deve necessariamente fazer a lacração do bloco, para evitar que usuários alterem seu ajuste. O lacre deverá ser controlado e só poderá ser rompido no momento de uma nova calibração.

Um “golpe” comum praticado por usuários mal-intencionados é exatamente mexer no ajuste de calibração do bloco, de forma que saia mais combustível e o indicador mostre um valor menor. Essa alteração normalmente é muito pequena, algo como meia volta no parafuso de ajuste, mas faz com que o bloco marque, por exemplo, 19,8 litros para cada 20 litros que realmente saíram. Essa pequena diferença vai se acumulando no tanque do comboio e, no final do dia, restará um saldo que será retirado pela tampa de visita ou válvula de dreno.

Em resumo, manter seus blocos calibrados é muito importante para o controle de combustíveis, pois garante um melhor controle dos volumes abastecidos, evita fraudes e furtos e também melhora seu controle de estoques -  pois as medições de entrada e saída de combustíveis serão mais próximas. Importante lembrar que a calibração pode ser feita por você mesmo, desde que não haja transação financeira envolvida (venda de combustível). Postos de combustível ou quaisquer outras revendas de combustíveis são proibidos por lei de fazer suas próprias calibrações. Nesse caso, as normas da ANP especificam que deverá ser acionado um técnico certificado para esse trabalho.

Mas ainda resta uma questão: quando devo fazer a calibração dos meus medidores? Para saber isso você precisa fazer aferições.

O que é aferição e porque ela é importante?

Conforme foi mencionado anteriormente, a calibração dos blocos se alteram com o tempo em função do desgaste das peças internas. Assim, depois de fazer uma calibração perfeita, você sabe que é uma questão de tempo para que seja necessária uma nova calibração. Mas quanto tempo? Na verdade, não existe um tempo pré-determinado para realizar novas calibrações, pois o desgaste dos blocos está muito mais relacionado ao seu uso (quantidade de combustível que passa por ele) e o nível de contaminação do combustível por terra ou outros abrasivos.

Para saber o momento exato de fazer uma nova calibração é necessário que se façam aferições periódicas. O procedimento de aferição é praticamente idêntico ao procedimento de calibração e também será necessário o uso do balde calibrado. A grande diferença é que nesse caso você irá colocar os 20 litros pelo indicador e vai verificar a quantidade pelo balde, fazendo ao contrário do que fez na calibração. Nessa situação seu balde vai trabalhar como medidor, ou seja, vai medir exatamente quanto combustível saiu e você deverá determinar se a diferença entre o que o indicador mostra e o que realmente saiu no balde é aceitável.

Como assim? Como uma diferença pode ser aceitável? Não deveria ser sempre exato?

Não, não deveria! Além do erro de calibração os blocos volumétricos também possuem um outro erro chamado ‘erro de repetibilidade’. O erro de repetibilidade é inerente à forma construtiva do bloco e não pode ser corrigido ou eliminado, quase sempre ficando entre 0,2 até 1% FE. Normalmente blocos de pistões apresentam erro de 0,2% ou 0,5% quando novos, enquanto que blocos de disco nutante apresentam erros na ordem de 1%. Essa diferença no erro é chamada de classe de precisão e, normalmente, vem escrita no próprio bloco medidor.

Assim sendo, para saber se a diferença entre o indicador e o volume apresentado pelo balde é aceitável, você precisa saber qual a classe de precisão do seu bloco. Mas não é necessário ser um especialista para saber isso.

De forma geral, blocos de pistões trabalham com um erro médio de 0,4%. Isso significa que ao medir 20 litros pelo indicador, o volume do balde deverá variar ± 80ml. Enquanto estiver nessa faixa seu bloco pode ser considerado bom e não precisa recalibrar. Se apresentar um desvio maior, acima de 100ml, está na hora de recalibrar.

Blocos com disco nutante, aqueles compactos normalmente vermelhos, possuem um erro de até 1%. Nesse caso, a diferença no balde pode ser de ± 200ml. Da mesma forma, se a diferença for maior que essa, o medidor deverá ser recalibrado.

Não existem uma regra de intervalo para fazer aferições dos medidores, sendo que o ideal seria fazer aferições semanais, mas, de forma geral, as aferições devem ser pelo menos mensais. É um critério de cada empresa, mas, se você desconfia de fraudes e furtos ou, se seu combustível costuma estar muito contaminado, se seus filtros estão ruins, é melhor aferir semanalmente. Esse procedimento não toma mais do que 20 minutos e pode te poupar um bom dinheiro.

Ainda existe mais uma questão que deve ser levada em conta. Blocos volumétricos não duram para sempre. Depois de muito tempo de uso o desgaste interno chega num ponto crítico e o bloco não poderá mais ser recalibrado. Você saberá que seu bloco chegou ao fim da vida quando as aferições se tornam impossíveis, com variações enormes entre uma aferição e outra. Nem tudo está perdido ainda! Alguns blocos podem ser recondicionados, mas outros devem ser descartados e substituídos por novos. Apesar dos blocos de boa qualidade serem um pouco caros, sua substituição vale a pena, pois esse investimento dará retorno com o uso.

Mas afinal, o que a mecânica quântica tem a ver com tudo isso?

Neste post anterior, mencionamos que o volume do óleo diesel varia o tempo todo em função da temperatura, por causa das alterações de densidade. Por isso, os distribuidores de diesel fornecem uma tabela de volume corrigido que mostra qual o volume esperado para diferentes temperaturas. Essa tabela só é válida porque o volume varia, mas a massa (peso) do combustível permanece a mesma. Massa é medida em quilos e, a partir de agora, esse valor vai ter uma relação direta com a constante de Planck, lá da mecânica quântica, e não mais com o antigo Big-K.

Quer saber mais sobre como economizar combustível na sua frota? Conheça o Korth Guardian. Entre em contato conosco:

(16) 3416-1326

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