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CONTROL Y MEDICIÓN DE FLUIDOS
Tecnología resulta clave para llevar a cabo procesos confiables y con alta disponibilidad
Por Equipo de Prensa de Revista ElectroIndustria
Cada día más, las empresas desarrollan tecnologías innovadoras que presentan un avance en la medición de fluidos, ya sea en reducción de costos, prestaciones adicionales, mejoras en el rendimiento y la precisión o velocidad de respuesta, entre otras. En este reportaje expondremos los principales métodos utilizados, las tecnologías de última generación, y las normas y estándares existentes, junto al valor real que tiene este tipo de solución dentro de la industria local.

Los métodos y principios utilizados para el control y la medición de fluidos son muy diversos. Los expertos afirman que ello dependerá de la variable que se medirá, la precisión y estabilidad requeridas por el sistema y, en general, por el costo/beneficio que el cliente espera obtener de la medición.

A su vez, en la industria existen dos variables centrales como son el flujo y el nivel. En este caso concreto, los principios fundamentales son los siguientes: nivel (ultrasónico, radar, capacitivo) y flujo (electromagnético, coriolis, ultrasónico). “La industria en general tiene una alta demanda en lo que corresponde al correcto manejo del control de la variable de caudal, para lo cual se debe especificar la tecnología adecuada que les permita llevar a cabo mediciones confiables, con una alta disponibilidad”, explica César Díaz, Sales Specialist de ABB en Chile.

A su vez, Iván Flores, Especialista Instrumentación de Siemens Chile, afirma que se pueden mencionar dos ejemplos de importantes avances tecnológicos en esta materia: medidores de nivel de sólidos de alta frecuencia; y de flujo por principio ultrasónico.

En el segundo caso, este sistema “lleva algún tiempo en el mercado, pero solo hace algunos años comenzó a difundirse masivamente, gracias al desarrollo de equipos más estables y precisos”, advierte. “Estos medidores destacan como la gran solución en aplicaciones donde no es posible interrumpir el flujo para instalar las tecnologías tradicionales”, agrega.

En lo referido a la medición de gases, normalmente se utilizan medidores tipo vórtex, anubar, placa orificio ultrasónico o másico. Para su control se usan preferentemente válvulas tipo globo. En el caso de líquidos limpios los equipos de medición pueden ser flujómetros magnéticos, vórtex, másicos o de turbina. Para el control de estos fluidos se utilizan diferentes tipos de válvulas (mariposa, de bola segmentada, tapón excéntrico rotativo, etc.).

“Para las pastas o pulpas mineras se utilizan flujómetros magnéticos especiales que soportan la abrasión, flujómetros másicos y otros”, añade Kurt Meichsner, Jefe División Instrumentación en Soltex. “En el último tiempo se han desarrollado algunas nuevas tecnologías tales como la medición de densidad no nuclear, no intrusiva y de fácil montaje. Para el control se emplean mayoritariamente válvulas pinch y de cuchillo”, enumera.


Método y criterios

Luis Cárdenas, Asesor Técnico, y Luis Vásquez, Ingeniero de Proyectos, ambos de Veto, aseguran que la selección del método dependerá de la aplicación y requerimiento del proceso. “Si solo se necesita saber si existe presencia de flujo, un switch de flujo cumpliría este requerimiento; si por el contrario se requiere controlar el volumen del caudal se hace necesario un dispositivo que mida en tiempo real tanto el valor instantáneo como el total acumulado”, explica Cárdenas.

En este caso, se debe considerar el tipo de fluido y si es posible intervenir o no las tuberías. Por ejemplo, para ello hay cuatro tipos de flujómetros: ultrasónicos: no invasivos, que pueden virtualmente medir en cualquier tipo de fluido; electromagné- tico: invasivo, se debe intervenir la tubería para su montaje (el fluido debe tener un mínimo de conductividad); de paleta o turbina: invasivo, se debe intervenir la tubería para su montaje (son la solución más básica y económica); y a canal abierto: se utilizan principalmente en canales de riegos y tranques (es necesario diseñar una estructura además de una canaleta con dimensiones conocidas).

“Para los diferentes tipos de plantas/industrias existe un instrumento adecuado. En el caso de los medidores invasivos, que están en contacto permanente con el fluido, si es una planta química deberemos considerar la compatibilidad del fluido con el material en contacto. Para el caso de una planta de productos alimenticios este debe cumplir con las normas sanitarias (montaje triclamp, acero inoxidable, etc.)”, agrega Vásquez.

De acuerdo a lo que señala Flores, existen múltiples criterios para seleccionar el método preciso: precisión y estabilidad; posibilidad de interrumpir el proceso para instalación; elección de un equipo para control, facturación o monitoreo; y costo.

“Hay criterios más específicos según el tipo de industria, como son robustez para la minería, grado higiénico para la industria alimentaria y farmacéutica, seguridad incrementada para aplicaciones críticas, etc.”, sostiene.

“Al contar con información como los caudales mínimos, normales y máximos, densidades de producto, viscosidad, presión, temperatura, como también el fluido y sus propiedades, podemos determinar los elementos internos de cada medidor que nos permitan tener una excelente performance para la aplicación”, aclara Díaz.

Toda esta información se lleva a un software de dimensionamiento que permite informar al cliente cuáles son las pérdidas de carga, velocidades normales, mínimas y máximas de operación, capacidades de caudal de los equipos y sus curvas de operación.


Valor intrínseco

De acuerdo a Flores, la industria nacional le da una alta importancia al control de fluidos. “El costo por mermas, pérdida de producción, adición en exceso de aditivos, por nombrar algunos, en la mayoría de los casos supera con creces el costo de implementar una solución utilizando control automático”.

En general, corrobora Díaz, la industria se ha dado cuenta de la relevancia de manejar las variables de su proceso. La de caudal, asegura, es una de las más utilizadas, tanto para hacer balances de masa como recetas específicas en controles tipo batch y obviamente para realizar los distintos tipos de controles en la medida que la variable de caudal sea correctamente medida. “Lo que está buscando el cliente es mejorar los desempeños de los equipos para alcanzar niveles óptimos dentro de su proceso”.

Es bastante común encontrar sistemas de medición de flujo, ya que todas las plantas cuentan con procesos en lo que se necesita controlar de alguna manera el caudal. “Sin embargo, creemos que el único problema se encuentra en la selección de los sistemas de medición y control; es por esto que muchas veces observamos equipos que no cumplen con el estimado de su vida útil y terminan deteriorándose o dañándose muchas veces por no ser compatibles con el tipo de fluido a medir”, enfatiza Cárdenas.

De acuerdo a Meichsner, la industria le da la importancia de acuerdo al rubro y al valor relativo de lo que se va a medir y controlar. Añade que las principales consecuencias de la falta de control son “la inestabilidad del proceso, pérdidas monetarias y, en algunos casos, riesgo para la salud y seguridad de las personas, como también una pérdida de la imagen de la empresa”.


Estándares y normativas

Existen múltiples estándares y normativas referentes al control y medición de fluidos en la industria: ANSI (American National Standards Institute), ASTM (American Society for Testing Materials), ISA (Instrument Society of America) y NEMA (National Electrical Manufacturers Association).

“En nuestro país hay tres normas principales que regulan el consumo hídrico en las mineras, las agrícolas y el tratamiento de las aguas residuales”, señala Vásquez. “Cabe mencionar que el sector agrícola es el principal usuario de agua, con extracciones de alrededor de un 73%, y la minería y los usos industriales comparten un 21%”, profundiza.

Dependiendo del tipo de industria, estos estándares son muy variados, aclara Díaz. “En el rubro alimentario la mayoría de las aplicaciones requieren certificaciones y aprobaciones relacionadas con la FDA (Food and Drug Administration). Para la industria de Oil&Gas se necesitan distintas certificaciones para áreas clasificadas o peligrosas (en este caso hay una amplia gama de certificaciones que dependen del requerimiento del cliente). En lo que respecta a especificaciones de conexiones de proceso, hay equipos para alta presión que pueden llegar a clase 600 dependiendo de la aplicación”.

A la hora de especificar un equipo para una aplicación, las normas que se utilizan en forma más recurrente son las referidas al grado de protección ambiental, uso en áreas potencialmente explosivas y dimensiones y tipo del conexionado, enumera Flores. “Es importante que el cliente sepa de antemano que puede adelantar las obras de montaje sin el riesgo de que cuando se instale el instrumento no calce con la conexión a proceso disponible”, concluye.

Mayo 2018
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