3- Um Engenheiro de Controle e Automação, ao projetar o sistema de medição de nível em reservatório de fluido, optou por utilizar medidor de nível capacitivo montado diretamente dentro do tanque. De acordo com o tipo de medidor escolhido, assinale a alternativa correta.
(A) O medidor de nível capacitivo atende a fluidos isolantes e condutores sem que haja qualquer diferença entre uma e outra aplicação com relação aos seus eletrodos.
(B) Quando o líquido for condutor de corrente elétrica, um dos eletrodos do medidor deve utilizar capa isolante.
(C) Quando o líquido não for condutor de corrente elétrica, os eletrodos do medidor não devem utilizar capa isolante e o reservatório deve ser apenas metálico com as paredes aterradas.
(D) Esse tipo de medidor não se aplica a fluidos não condutores.
(E) A medição de nível de fluidos não pode ser feita por medidores capacitivos, sendo válida apenas para medição indireta do nível de sólidos a granel.

Passo 1

O enunciado pede para identificar, entre as alternativas dadas, o modo correto de se montar um medidor de nível capacitivo dentro de um tanque, dependendo se o líquido é condutor ou não. O conteúdo aqui é a técnica de medição capacitiva de nível, que utiliza a mudança de capacitância entre dois eletrodos quando o fluido preenche ou esvazia a região entre eles.

Passo 2

Em um sensore capacitivo de nível, formam-se duas “armaduras” de capacitor: uma pode ser o próprio eletrodo (sonda) e a outra pode ser ou o líquido (se ele for condutor) ou a parede metálica do tanque (se o líquido for isolante). A capacitância medida varia porque o fluido tem constante dielétrica diferente do ar.

Passo 3

Se o líquido for condutor, ele funciona como uma das armaduras do capacitor. Nesse caso, o eletrodo de medição não deve ficar em contato elétrico direto com o líquido, pois isso causaria passagem de corrente contínua e danificaria a eletrônica de medição. Para evitar esse curto-circuito DC e ainda permitir a medição da capacitância (que é um fenômeno AC), o eletrodo é revestido por um material isolante fino: esse isolamento bloqueia a corrente contínua, mas não impede totalmente o campo elétrico alternado que gera a capacitância.

Passo 4

Já se o líquido não for condutor (ou seja, for um dielétrico puro), não existe risco de curto-circuito DC se o eletrodo ficar nu, pois não há condutividade no fluido. Nesse caso a sonda pode ser crua (sem revestimento isolante) e o tanque metálico aterrado servirá como a outra armadura do capacitor. A capacitância então varia conforme o fluido preenche o espaço entre sonda e parede.

Passo 5

Analisando as alternativas:
(A) Afirma que não há diferença entre aplicações com líquidos isolantes ou condutores – está incorreta.
(B) Afirma que, quando o líquido for condutor, um dos eletrodos deve ter camada isolante – condiz exatamente com o que explicamos para bloquear o curto DC e medir apenas a capacitância.
(C) Diz que, para líquido não condutor, os eletrodos não devem ter isolamento e o reservatório deve ser metálico aterrado – isso está certo, mas a alternativa (B) já é mais geral e cobre o caso condutor. A questão pede uma única alternativa correta, e (C) sozinha não atende o caso condutor.
(D) e (E) descartam aplicação a fluidos não condutores ou líquidos em geral, o que é falso.

Resposta

(B) Quando o líquido for condutor de corrente elétrica, um dos eletrodos do medidor deve utilizar capa isolante.

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