As patentes concedidas trazem soluções mais exatas e seguras para medição de vazão, sem a necessidade de interrupção do fluxo de fluido e com aplicação potencial nas indústrias de petróleo e água
Texto por Nayara Campos | Imagens: PUC-Rio
Pesquisadores da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) desenvolveram duas invenções no campo da medição de vazão de fluidos, protegidas por patente de invenção junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) . As invenções introduzem tecnologias não invasivas e não intrusivas que cumprem o papel de aprimorar a exatidão e a eficiência na medição de vazão, oferecendo novas soluções para indústrias como a de petróleo e a de distribuição de água.
As patentes, embora compartilhem o fenômeno físico da Vibração Induzida pelo Escoamento (FIV), se distinguem pelo tipo de instrumento utilizado para a medição de vibrações. Uma delas — Número do Depósito: BR 10 2018 011823 4 — incorpora sensores de Rede de Bragg (FBGs), enquanto a outra — Número do Depósito: BR 10 2018 007442 3 — faz uso de um tubo piezoelétrico (PVDF). Ambas as soluções oferecem uma alternativa aos métodos tradicionais, como placas de orifício e turbinas, que frequentemente são invasivos e podem prejudicar a integridade das tubulações.
Imagem: aplicação da patente BR 10 2018 011823 4
Imagem: aplicação da patente BR 10 2018 007442 3
Como funcionam as invenções?
A primeira patente, depositada sob o título “Conjunto e método para medição da vazão de fluido em tubulações“, utiliza sensores FBGs e o fenômeno físico conhecido como FIV para medir a vibração induzida pelo fluxo de fluido nas tubulações. Segundo os pesquisadores, a variação na vibração é diretamente relacionada à vazão do fluido, permitindo a medição precisa sem necessidade de contato direto com o fluido.
A segunda patente, por sua vez, depositada como “Conjunto e método para medição de vazão de fluido“, baseia-se no mesmo fenômeno físico FIV, mas substitui os sensores FBGs por um tubo piezoelétrico (PVDF), que gera sinais elétricos proporcionais à vibração causada pelo fluxo de fluido. Esses sinais são então processados para estimar a vazão.
Diferenciais em relação aos métodos convencionais
De acordo com os inventores, as novas tecnologias apresentam vantagens competitivas em relação aos métodos convencionais de medição de vazão, como as placas de orifício e turbinas, que exigem interrupção do fluxo e podem causar danos às tubulações.
Khrissy Medeiros, doutora em Engenharia Química e de Materiais pela PUC-Rio e uma das inventoras das patentes, ressalta que “as tecnologias proveem um método e conjunto para medição de vazão aperfeiçoados que proporcionam medições de fluxo não invasivas e não intrusivas ”. Segundo a pesquisadora, isso quer dizer“que o fluxo não precisa ser interrompido para a instalação dos medidores e que os sensores instalados na estrutura da tubulação não entram em contato com o fluido, já que medem a vibração por meio de sensores FBGs instalados na estrutura, ou pela própria estrutura da tubulação, e depois a vazão é estimada considerando o desvio padrão das vibrações medidas”, explica.
“Essas invenções oferecem uma medição mais segura e eficiente, com maior exatidão e menor impacto operacional, atendendo a uma demanda crescente por soluções de monitoramento de baixo custo e alto desempenho”, destaca Carlos Hall, inventor e docente do Programa de Pós-Graduação em Metrologia da PUC-Rio .
Aplicações e perspectivas futuras
As invenções têm um grande potencial de aplicação em setores como a indústria de petróleo, que já utiliza sensores FBGs para monitorar a integridade de estruturas e pode se beneficiar das novas tecnologias para otimizar a medição de vazão. Além disso, elas podem ser aplicadas em sistemas de distribuição de água e em outros segmentos que necessitam de medição indireta de vazão de forma não invasiva.
José d’Almeida, inventor e professor associado do Departamento de Engenharia Química e de Materiais da PUC-Rio, destaca que “estas tecnologias podem transformar a forma como os processos industriais são monitorados, gerando ganhos operacionais e reduzindo custos a longo prazo”.
Com as soluções desenvolvidas, a PUC-Rio reforça seu compromisso de promover tecnologias inovadoras, impactando positivamente diversos setores industriais e oferecendo novas oportunidades para a aplicação da ciência e engenharia em demandas contemporâneas.
As pesquisas que resultaram nestas invenções não tiveram investimentos diretos de agências de fomento, mas o apoio vindo de CNPq, FAPERJ, FINEP e CAPES aos professores associados às patentes contribuiu para a viabilidade da pesquisa.
Assinam como inventores da patente BR 102018011823 4: Alexandre Sant’anna Ribeiro, Arthur Martins Barbosa Braga, Carlos Roberto Hall Barbosa, José Roberto Moraes d’Almeida, Khrissy Aracélly Reis Medeiros e Paula Medeiros Proença de Gouvêa. Já a patente BR 102018007442 3 conta com os inventores: Khrissy Aracélly Reis Medeiros, Carlos Roberto Hall Barbosa, José Roberto Moraes d’Almeida, Alexandre Sant’anna Ribeiro, Paula Medeiros Proença de Gouvêa, Igor Braga de Paula e Daniel Ramos Louzada.
Com o auxílio da Agência PUC-Rio de Inovação (AGI/PUC-Rio), as invenções tiveram patentes concedidas pelo Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) e integram o portfólio de patentes da universidade disponíveis para licenciamento da indústria.
- Conheça as formas de conexão e licenciamento de tecnologia:
https://www.agi.puc-rio.br/empresas
- Veja outras tecnologias disponíveis para licenciamento na Vitrine Tecnológica da PUC-Rio: