Radar, una sigla de Radio Detection and Ranging, fue patentada por los ingleses en 1935. La tecnología, basada en ondas de radio, fue utilizada para localizar las aeronaves. Similares investigaciones fueron puestas en operación en Estados Unidos y Alemania en la localización de buques y aeronaves por Radio Frecuencia. Los equipos de Radar son utilizados hoy en día para la medición de nivel funcionando con radiación electromagnética en longitudes de onda mucho más cortas, del orden de 1,5 a 26 gigahertz, comúnmente conocidas como microondas. El Radar de No-Contacto y el de onda guiada funcionan con el mismo principio de microonda. El Radar de No-Contacto se considera en un espacio libre (no está en contacto con el medio a medir), mientras que el radar de onda guiada hace contacto con el medio porque éste utiliza una extensa guía de onda que orienta de mejor forma la energía de las microondas. Dado que la velocidad de la luz es conocida así como la velocidad del sonido, el nivel del líquido puede ser medido por la cantidad de tiempo que tarda la señal de microondas en viajar hasta la superficie del líquido/sólido, y sea reflejada de vuelta hacia el equipo de radar. El Diagrama 1 proporciona una explicación de cómo opera el tiempo de tránsito en dispositivos que pueden medir nivel líquido/sólido en un estanque.

Ecuación N° 1: L = E – D

L = Nivel del Líquido.

E = Distancia desde la zona de medición del equipo hasta el nivel cero.

D = Distancia desde la medición del equipo hasta el nivel real de la superficie.

Ecuación N° 2: D = C x T/2

D = Distancia desde la medición del equipo hacia la cara del líquido.

C = Velocidad del Sonido o de la Luz.

T = Tiempo de medición utilizado en que la luz o el sonido necesitan para recorrer el nivel máximo al nivel cero y volver al equipo.

Diagrama 1

Sobre la base del Diagrama 2 y Ecuaciones 1 y 2, el nivel de líquido se puede determinar midiendo el tiempo que necesitan las ondas de sonido o las ondas de luz para viajar desde el dispositivo de medición hacia el líquido y el tiempo de reflexión. Uno debe calcular E teniendo en cuenta el tamaño del estanque.

Tecnologías de medición por
Tiempo de Tránsito

Radar (no-contacto)

Los Dispositivos de Radares de No-Contacto utilizan microondas en una gama de rangos de 6 a 26 gigahertz para medición de nivel de líquido en estanques. Al igual que la velocidad del sonido, la velocidad de la luz (radiación electromagnética) es también conocida como 300.000 kilómetros por segundo. Sobre la base de las ecuaciones 1 y 2 anteriormente mencionadas, el nivel puede ser calculado conociendo las dimensiones del estanque y la cantidad de tiempo que tardan las microondas en ir y ser reflejadas por el medio ¿Por qué los equipos de radar usan microondas en comparación con otros tipos de energía en el espectro electromagnético? Las microondas se ven poco afectadas por distintos tipos de gases, temperatura, presión, adherencia y condensación. Sin embargo, existe la posibilidad de que el proceso refleje o no refleje las microondas, aspecto que debe ser tomando en cuenta. Uno puede determinar esta capacidad para reflejar la luz o microondas chequeando el valor numérico de la constante dieléctrica en el medio a medir. El número de la constante dieléctrica es una medida de energía de polarización de un material aislante o cuánta carga puede ser almacenada en un tipo de material v/s el aire.

Diagrama 2

El agua tiene una constante dieléctrica de valor numérico de 80 y se considera como un gran reflector de microondas. El aire, en tanto, tiene una constante dieléctrica de valor número 1 y se considera como un mal reflector de microondas. Mezclas acuosas tienden a trabajar bien con el radar debido al alto número de dieléctrico que poseen. Sin embargo, mientras líquidos basados en hidrocarburos pueden ser medidos, el rango de medición se ve considerablemente disminuido debido al menor número de constante dieléctrica que poseen. El petróleo diesel tiene una constante dieléctrica de valor numérico 2, mientras que la gasolina tiene una constante dieléctrica que va entre los rangos de 2 a 3. ¡Porque las condiciones ambientales tienen poco efecto sobre las microondas! Los equipos de radar son generalmente aceptados como los dispositivos con mayor precisión en la medición de nivel (algunos pueden medir nivel de + / -0,5 mm o + / -0,02 pulgadas). Este es uno de los principales motivos para que los proveedores, clientes finales y vendedores de petróleo crudo y otros materiales de alto costo utilicen o prefieran equipos de radar para la medición de nivel en sus estanques como parte del conjunto de aforo.

Una alta precisión y sin contacto con el medio no son los únicos aspectos positivos de los equipos de Radar de No-Contacto.

En el Diagrama 3 se indican las ventajas y aspectos que se deben considerar. Los equipos de Radar de No-Contacto se pueden instalar en la parte superior del estanque (a diferencia de los equipos por presión hidrostática) y no se ven afectados por lo cambios de constantes dieléctricas en los líquidos a medir, la conductividad o la densidad. Cuando se utiliza un equipo de Radar de No-Contacto, usted debe tener en cuenta la forma del estanque. Boquillas y otros dispositivos sobresalientes pueden producir falsas mediciones o interferencias. El nivel del líquido debe ser gradual y uniforme. Superficies con agitación y con espuma pueden tener algunos efectos negativos en las mediciones de nivel. Similar a la de los ultrasónicos, algunos equipos de radar presentarán una distancia mínima de operación conocida como "zona de bloqueo". Sin embargo, algunos otros diseños de equipos de Radar (como el Radar de Onda guiada) no presentan esta distancia de bloqueo. La distancia de bloqueo se aprecia cuando el nivel del líquido llega muy cerca del equipo de radar, causando que las reflexiones no puedan ser recibidas, mientras que el dispositivo continúa emitiendo pulsos de microondas. Por último, y no menos importante, el líquido debe poseer un mínimo de constante dieléctrica para la medición en espacio libre. La mínima constante dieléctrica generalmente posee un valor de e=2.