Desenvolvimento de um tomógrafo industrial tipo 4D: análise em tempo real de sistemas multifásicos

• Processo: 12/22705-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2016
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Nuclear - Aplicações de Radioisótopos
• Pesquisador responsável: Margarida Mizue Hamada
• Beneficiário: Margarida Mizue Hamada
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Carlos Henrique de Mesquita
• Assunto(s): Processos industriais Tomografia computadorizada industrial Tomografia computadorizada quadridimensional Radiação gama Sistemas de tempo-real
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atenuação da Radiação Gama | Distribuições de fases | processos industriais | Sistemas Multifásicos | Tomografia Computadorizada Industrial Gama | Tomografia Industrial de quarta geração | Aplicações de Radioisótopo na Indústria

Resumo

A integridade física das colunas de destilação e a dinâmica dos componentes de destilação são fatores importantes que levam à qualidade dos produtos gerados. No decorrer do tempo, as colunas de destilação sofrem degradação devido ao aparecimento de crostas de fuligem e de polímeros e assim causam a diminuição da eficiência de troca de calor nos componentes das colunas. Como consequência, têm-se quatro implicações, a saber: (1) na linha de produção, ocorre redução da eficiência de destilação devido à diminuição dos coeficientes de trocas de calor, (2) na sequencia tem-se a perda da qualidade dos destilados e como corolário incide as (3) perdas econômicas inerentes e a (4) competitividade dos produtos. No mundo globalizado atual as causas (2) a (4) são mortais para a economia de qualquer país que tenha a ambição de ganhar o mercado internacional. Portanto, o contínuo controle de qualidade dos meios de produção de uma empresa é a chave mestra para garantir à competitividade de seus produtos. Como se sabe, no mercado consumidor, a aceitação de qualquer produto necessita atender dois itens: preço e qualidade. O Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) do IPEN/CNEN-SP tem desenvolvido com sucesso tomógrafos computadorizados gama industrial de terceira geração, aplicáveis a sistemas estáticos e dinâmicos determinando a estrutura e distribuição interna de colunas de processos industriais. Esta tecnologia possibilita a análise de sistemas multifásicos (dinâmicos); no entanto, quando se necessita de obter a geração da imagem em tempo real ("on line"), esses tipos de tomógrafos não são adequados devido ao tempo requerido para o rotacionamento e translacionamento do conjunto de detectores e da fonte de radiação e ser de difícil transporte até as plantas industriais, devido ao seu elevado peso. Deve, também, ser ressaltado que nos processos industriais, as mudanças dos transientes ocorrem muito rapidamente, requerendo que seja detectado instantaneamente. Para contornar esta limitação, neste trabalho é proposto o desenvolvimento de um tomógrafo de quarta geração, utilizando um arranjo composto de vários detectores montados em um anel com um conjunto de fonte radioativa sem necessitar movimentá-los ao redor da coluna, bem como um sistema com alta velocidade de aquisição. Dessa forma pode-se visualizar o interior da coluna/reator químico e acompanhar o processo da obtenção do produto em tempo real e sem paralisar a produção. A eletrônica associada e os sistemas de aquisição no nível de hardware e software serão, também, desenvolvidos para integrar ao sistema tomográfico proposto. A implementação do presente projeto será de grande importância para viabilizar a construção do tomógrafo de quarta geração proposto. O desenvolvimento da tecnologia de construção de um sistema tomográfico e sua implantação em sistemas multifásicos pode ser considerado um grande avanço tecnológico, uma inovação, pois o domínio dessa tecnologia é, ainda, objeto de pesquisas dos grandes centros de pesquisas nacionais e internacionais. (AU)

Publicações científicas

(4)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

VELO, A. F.; HAMADA, M. M.; CARVALHO, D. V. S.; MARTINS, J. F. T.; MESQUITA, C. H.. A portable tomography system with seventy detectors and five gamma-ray sources in fan beam geometry simulated by Monte Carlo method. FLOW MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION, v. 53, n. A, p. 89-94, MAR 2017. (12/22705-3)

VELO, A. F.; CARVALHO, D. V. S.; HAMADA, M. M.. Liquid distribution and holdup in the random packed column. FLOW MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION, v. 62, p. 176-185, AUG 2018. (12/22705-3)

DE MESQUITA, C. H.; VELO, A. F.; CARVALHO, D. V. S.; MARTINS, J. F. T.; HAMADA, M. M.. Industrial tomography using three different gamma ray. FLOW MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION, v. 47, p. 1-9, MAR 2016. (12/22705-3)

VELO, A. F.; HAMADA, M. M.; CARVALHO, D. V. S.; MARTINS, J. F. T.; MESQUITA, C. H.. A portable tomography system with seventy detectors and five gamma-ray sources in fan beam geometry simulated by Monte Carlo method. FLOW MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION, v. 53, p. 6-pg., 2017-03-01. (12/22705-3)