En blogs anteriores hablamos sobre algunos equipos de instrumentación de presión, los cuales son fundamentales en muchos procesos industriales. Además de estos, también son muy importantes los instrumentos de nivel y de caudal. Esta vez nos centraremos en los primeros.
La instrumentación de nivel como la de presión, es una rama de la instrumentación industrial, que en este caso se encarga de medir, indicar, controlar y supervisar el nivel de líquidos, sólidos o interfaces entre fluidos dentro de tanques, depósitos, silos o recipientes de proceso. Su objetivo es garantizar la seguridad, el control del inventario y la correcta operación de los procesos industriales. Se divide en dos grupos principales: medición directa (observando directamente la altura del material) y medición indirecta (calculando el nivel a través de otra variable física como la presión u otras propiedades).
Principales tipos de instrumentación de nivel
- Medición Directa (Nivel Real):
- Visor de nivel o regla: Varilla graduada que se introduce en el tanque para leer la parte mojada.
- Flotador: Un elemento boyante sobre la superficie que se desplaza de manera mecánica o magnética y transmite su posición.
- Medición Indirecta (Por Presión o Propiedades):
- Hidrostática / Presión Diferencial: Mide la presión ejercida en el fondo del tanque para calcular la columna de líquido.
Donde:
= presión
= densidad del líquido
= gravedad
= altura del líquido
- Ultrasónico: Emite ondas ultrasónicas y mide el tiempo que tardan en regresar tras reflejarse en la superficie. Puede verse afectada por espuma, vapor o turbulencias.
- Radar: Utiliza microondas para determinar la distancia hasta la superficie del producto, ideales para procesos complejos con vapor o temperaturas elevadas.
- Capacitivo: Detecta cambios en la carga eléctrica según el medio cuando este entra en contacto con la sonda.
¿Por qué es tan importante la instrumentación de nivel?
- Evita desbordamientos.
- Previene el funcionamiento en vacío de bombas.
- Controla inventarios de materias primas y productos.
- Mantiene condiciones seguras de operación.
- Optimiza procesos industriales.
Un ejemplo donde se utiliza la tecnología de medición es en el proceso de producción de cerveza. La instrumentación de nivel desempeña un papel determinante en varios puntos de este, por ejemplo, se utiliza un interruptor de nivel en el molino triturador, donde se tritura la malta antes de su preparación. El interruptor de nivel detecta de inmediato el momento en que se alcanza un valor determinado y lo notifica (manda una señal). Esto evita que el molino se desborde o que funcione en seco sin malta, lo que podría provocar daños a largo plazo.
Existen otros muchos procedimientos industriales donde, como ya se ha comentado antes, la medición de nivel es de gran importancia, plantas de tratamiento de agua, industrias alimentarias, industria química y petroquímica, centrales térmicas, depósitos y silos de almacenamiento, etc.
Pero la instrumentación de nivel ya sea a través de interruptores o sensores no solo consiste en saber cuánto líquido hay en un depósito. Desde el punto de vista eléctrico, se trata de convertir una variable física (altura de líquido o sólido) en una señal eléctrica de 4-20mA o en una señal digital que pueda ser interpretada por PLCs, SCADAs, variadores, relés o sistemas de control optimizando la gestión de procesos.
Una correcta selección de estos equipos previene pérdidas materiales, reduce tiempos de parada no planificados y protege la integridad de los operarios y las instalaciones.