Balanças Ferroviárias

Células de carga para balanças: entenda como funciona

As células de carga para balanças passam despercebidas, mas estão presentes no nosso dia-a-dia. Quando vamos ao mercado e precisamos pesar alimentos do hortifruti, quando nos pesamos na farmácia, ou quando compramos um produto industrializado, não nos damos conta, mas utilizamos esta tecnologia para quase tudo e, por isso, ela é tão fundamental.

O peso é importante para todos os setores que nos cercam. A indústria precisa pesar durante o processo de fabricação e a venda. O mercado compra e vende alimentos da mesma forma. Com o setor de transporte não seria diferente, não é mesmo?

Você consegue imaginar a aplicação das células de carga para balanças em ferrovias? Pois é. Os trens são pesados com frequência. Isto implica em uma imposição para que eles funcionem dentro de normas que asseguram a durabilidade da malha ferroviária, a segurança dos operadores, a eficiência energética de combustíveis e a economia de tempo.

Neste artigo falaremos da importância desta tecnologia, como ela funciona e as suas aplicações em diversos setores.

Como funciona uma célula de carga

células de carga para balanças - trem em pesagem dinâmica

Por se tratarem de sensores eletromecânicos, as células de carga para balanças funcionam pela combinação de dois princípios. O primeiro é a deformação mecânica, causada pela pressão sobre o material que compõe a célula. Geralmente, usa-se o aço para os variados tipos de células, de classes mais precisas até as menos precisas. 

O segundo princípio importante para o funcionamento da célula é a variação da resistência elétrica, que pode ocorrer de acordo com o comprimento do circuito elétrico ao qual está sendo medida. Desta forma, ao colocar um objeto sobre as células de pressão, elas apresentam uma deformação mecânica, juntamente com o circuito elétrico embutido. Quanto maior o cumprimento deste circuito, maior a resistência elétrica.

Em seguida, um processador identifica a variação da resistência elétrica no circuito até que a célula retorne ao seu estado inicial, sem deformação. Para calcular esta resistência, o processador mede a tensão elétrica de entrada do circuito, a tensão de saída e compara os seus valores.

A deformação das células não pode ser permanente. Por isso, é essencial que o material escolhido tenha resistência mecânica, para suportar grandes pesos, porém, com uma considerável elasticidade, mesmo com micro variações. Logo, as escolhas mais comuns entre as células de carga para balanças são o aço, carbono e alumínio.

Estes materiais também devem ser resistentes às influências externas. Basta imaginar a pesagem do mesmo material em locais ou dias diferentes. A mudança climática pode impor extremos de temperatura em períodos muito curtos, o que interfere no volume das células e na precisão da sua pesagem. Por isso, materiais com baixa contração e expansão em ambientes de 0 a 60 graus centígrados.

Uso de células de cargas em balanças

células de carga para balanças - trilhos com balança dinâmica

Existem variações de células para corresponder às diferentes aplicações na indústria e em diversos setores. As mais comuns no mercado são as células de carga, tipo beam, tração e single point.

Além disso, a aplicação está relacionada à precisão destes componentes. As células de carga para balanças industriais costumam ser mais robustas e suportam pressões na casa das toneladas, enquanto as usadas na pesagem de um supermercado não precisam suportar mais de quarenta quilos e são usadas para diferenciar gramas.

Com o aperfeiçoamento da tecnologia destes componentes, novas aplicações começam a surgir. Um exemplo é a medição da resistência da água sobre trajes de triathlon. Quanto menor a pressão identificada pelas células, maior é a performance da malha enquanto os atletas nadam.

A indústria também diversificou a utilização das células de carga para balanças na automação industrial. A capacidade de medir pressões e identificar a massa de objetos auxilia a compor sistemas como máquinas para embalar grãos. Estes são despejados em uma embalagem até que o sistema identifique o peso limite e processe um sinal para fechar a embalagem. 

Tendências tecnológicas

vagões de trem

Entre as inúmeras aplicações da pesagem, setores diferentes se beneficiam e o transporte é um deles. A pesagem de trens de carga é uma tarefa rotineira, visto que o modal ferroviário transporta com grande capacidade de peso.

As células de carga para balanças estão presentes em tipos diferentes de pesagem, sendo elas a pesagem estática, dinâmica, de fluxo e por batelada. A pesagem dinâmica foi desenvolvida com a intenção de reduzir os custos de operação e facilitar o processo logístico das ferrovias. Nas balanças dinâmicas fabricadas pela Massa o próprio trilho da linha férrea é utilizado como elemento de deformação mecânica, ou seja não é necessário a adição de mais um elemento para a pesagem, o que se faz é medir a deformação mecânica do trilho entre dois dormentes quando a roda do trem passa sobre o trilho. Este modelo de célula de carga traz uma vantagem de não haver elementos desconectados da via.

Enquanto a balança estática funciona com o trem parado, a dinâmica pode pesar um trem com até 10 Km/h, o que reduz o tempo de operação e o combustível gasto com as manobras para colocar o trem nos trilhos de pesagem, parte por parte. Pode não parecer, mas as manobras são feitas cotidianamente e têm influência no gasto de combustível e o tempo de pesagem pode atrapalhar o fluxo em linhas movimentadas.

Outra vantagem deste tipo de pesagem é a segurança, visto que não são necessários operadores para desacoplar vagões, reacoplá-los e, por isso, é possível reduzir a equipe de profissionais manutentores e a certificação para o trabalho em espaços confinados.

Assim, as células de carga para balança são responsáveis pela economia de tempo, eficiência energética e a conservação da malha ferroviária, já que existem normas que envolvem o peso dos vagões para que possam circular. O limite é estabelecido a fim de conservar as rodas e os trilhos do desgaste excessivo, ou antes do tempo previsto, o que gera prejuízos à malha e pode comprometê-la por inteiro.

Conclusão: células de carga para balanças

Até aqui vimos o que são as células de carga para balanças, como funcionam, as suas aplicações na indústria e no setor de transporte. Apesar de ainda existirem possibilidades a serem exploradas com o seu uso, essa tecnologia está mais presente na nossa vida do que imaginamos.

Utilizamos balanças em diversos ambientes e muito do que consumimos envolve a sua utilização durante a fabricação e o transporte. Por isso, o conhecimento básico é tão importante.

Fontes:

https://www.hbm.com/pt/6768/como-uma-celula-de-carga-trabalha/

https://www.toledobrasil.com/blog/saiba-por-que-as-celulas-de-carga-sao-fundamentais-para-o-funcionamento-de-uma-balanca

https://www.liderbalancas.com.br/produtos/balanca-ferroviaria-linha-8600

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