Tecnología de radar guiado para la medición continua de nivel en los procesos de maceración

TDR inteligente con útiles funciones de diagnóstico

 

Para la producción de celulosa de un procesador de madera que produce en Sudamérica, se implementó un radar guiado en varios diseños de tanques de agua dentro de los procesos de maceración. La moderna tecnología TDR de alta calidad garantiza un flujo de producción continuo de la planta. Los sensores TDR, que no se ven afectados por los cambios en las condiciones del proceso, miden el nivel de forma fiable y precisa, proporcionando el soporte óptimo para un flujo de procesamiento fluido.

 

Precisión de medición de +/-2 mm y compensación de vapor

Un procesador de madera que lleva 100 años operando en los sectores de la silvicultura, la pulpa y el papel buscaba una solución innovadora y duradera para modernizar la medición de nivel dentro de los procesos de su planta como parte de su creciente enfoque estratégico en la sostenibilidad. La empresa opera en Chile, Argentina, Brasil, Perú, Colombia, México, Ecuador y Uruguay y está considerada la quinta productora de pasta de papel del mundo. Las principales regiones de exportación son Asia, Estados Unidos y Europa. A la hora de equipar la planta principal cerca de Santiago de Chile, los sistemas de secado, incluida la maceración, plantearon exigencias especiales en cuanto a la robustez de la tecnología de medición a instalar. Durante la maceración, la madera en estado bruto se expone durante algún tiempo al agua, que sirve de disolvente para determinadas sustancias. Este proceso se ve favorecido por la adición de calor. En el recipiente de proceso prevalecen temperaturas de hasta 80°C y una presión de proceso de aproximadamente 0,8bar (11,6psi). Las condiciones atmosféricas, especialmente con el alto contenido de vapor y humedad, exigen mucho al sensor instalado.

 

En la medición continua, las soluciones de UWT GmbH se ampliaron hace algún tiempo para incluir una línea de productos TDR, además del sistema electromecánico y la tecnología de radar sin contacto. Además del NivoGuide® NG 8000 , que es una solución de radar clásica en medios líquidos y para la medición de interfaces, se implementó una segunda serie con el NivoGuide® NG 3000 para aplicaciones en sólidos. Cada una de las versiones del dispositivo está equipada con extensiones que pueden adaptarse individualmente a la aplicación mediante extensiones de varillas y cables. De este modo, el fabricante de tecnología de medición de nivel de Alemania puede configurar la tecnología de sensores adecuada para las plantas a partir de un amplio repertorio, en función de las condiciones del proceso y del medio a medir. Lo que cuenta es la funcionalidad, el fácil manejo y la larga vida útil de los dispositivos, de acuerdo con los elevados requisitos y normas de esta industria. Las tecnologías innovadoras combinadas con años de conocimiento de la industria permitieron a UWT GmbH, junto con la empresa local asociada VESET y Cia. Ltda., ofrecer una solución personalizada con la tecnología de sensor de radar guiado del NivoGuide® NG 8000. Con esta tecnología, los pulsos de microondas se acoplan a un cable o varilla y se guían a lo largo de la sonda. El pulso emitido se refleja en la superficie del producto. La diferencia de tiempo entre el pulso transmitido y el reflejado se convierte en un nivel. Las microondas de baja frecuencia apenas se atenúan, incluso con un alto contenido de humedad, lo que significa que se dispone de la mayor cantidad posible de energía para la determinación del nivel real. De este modo, se garantiza en todo momento la determinación fiable del nivel para un flujo de proceso sin problemas. Para determinar de forma fiable el nivel del agua procedente del calentamiento de los troncos en el sistema de secado durante la maceración, el nivel se controla a través de una tubería con un diámetro de 100 mm y una altura de 600 mm. El pequeño diámetro del tubo garantiza la amplificación de la señal, lo que aumenta aún más la fiabilidad de la medición. Incluso bajo estas exigentes condiciones de proceso, la NivoGuide® con su electrónica de dos hilos 4...20 mA/HART mide con precisión hasta +/-2 mm. Gracias a su corto tiempo de respuesta, incluso los niveles que cambian rápidamente pueden detectarse de forma fiable. Las fluctuaciones de la presión del proceso o del valor DK no influyen en la precisión del resultado de la medición, ya que no es necesario realizar un ajuste a las condiciones cambiantes del proceso ni una calibración al medio a medir.

 

TDR inteligente con útiles opciones de diagnóstico

Además de la alta precisión, uno de los motivos de compra decisivos para el fabricante de la planta fue el manejo sencillo e intuitivo de estos dispositivos. La insensibilidad a una amplia gama de condiciones de proceso hace que la tecnología sea polivalente y facilita así la puesta en marcha. En sólo cinco pasos, el sensor se calibra y proporciona una señal de nivel fiable, independientemente de si se utiliza en medios con base de agua/aceite, pastas, espumas o lodos.

El software inteligente del sistema de sensores de radar guiado permite una alta disponibilidad de la planta. Los algoritmos de software inteligente pueden distinguir entre señales dinámicas y estáticas. De este modo, las instalaciones dentro de los contenedores pueden ser identificadas como tales y excluidas durante el análisis del eco. De este modo, se excluyen las mediciones de nivel defectuosas provocadas por dichas instalaciones, lo que minimiza el despliegue de técnicos de servicio y maximiza la disponibilidad del sistema.

Sin embargo, como no se pueden descartar los fallos al cien por cien, las curvas de los ecos se registran y almacenan automáticamente. Con la ayuda de estos datos, se acelera el análisis de fallos y se reducen al mínimo los tiempos de inactividad. El elemento de programación con una pantalla enchufable y un módulo operativo, así como una cubierta con una ventana de visualización, hacen que la NivoGuide® sea muy fácil de manejar. Las amplias funciones de diagnóstico garantizan un manejo rápido y seguro. Por ejemplo, se muestran los valores de medición actuales y los parámetros de puesta en marcha. Los datos pueden almacenarse y transferirse a otras unidades de radar guiado, lo que supone un considerable ahorro de tiempo en el proceso de instalación.

Durante el proceso de maceración, se producen movimientos superficiales que ejercen fuertes fuerzas sobre la sonda del sensor. Por este motivo, se decidió instalar el sensor en una tubería situada en el exterior del depósito, en la que los movimientos de la superficie se reducen considerablemente. Este tipo de instalación en combinación con la robusta construcción de la versión de varilla de la NivoGuide® 8000 fue la solución óptima y duradera para el cliente. El diseño de la varilla de acero inoxidable con un diámetro de 8 mm está construido de tal manera que no se producen daños incluso cuando se aplican fuertes fuerzas. En el caso de los instrumentos para líquidos, la extensión de la varilla está rodeado por un elemento de sellado cónico, el llamado cono de condensación. Esto evita que se produzcan mediciones erróneas debido a la formación de condensado en el acoplamiento y facilita el goteo gracias a su forma especial. El material utilizado es extremadamente duradero..

 

Transparencia y fiabilidad de la planificación mediante la visualización

Los usuarios con varios silos de almacenamiento y contenedores cisterna dispersos también consideran cada vez más necesario que sus instalaciones estén equipadas con una visualizacióny un control automatizados de los datos, además de la medición continua de los niveles de llenado. Los resultados de las mediciones detectadas por los sensores se visualizan de forma rápida y sencilla con el software y pueden consultarse cómodamente desde la pantalla en cualquier momento. Una logística de silos eficaz también aumenta la transparencia y la fiabilidad de la planificación para el operador de la planta. Por ello, la serie TDR de la NivoGuide® se ha dotado del equipamiento adecuado, que incluye una señal analógica de 4-20mA, así como una interfase Modbus RTU o Profibus DP para los sistemas de evaluación.

La  visualización de datos NivoTec® proporciona al operador de la planta niveles de llenado en altura, porcentaje, peso o volumen para un proceso de fabricación transparente. Se almacenan las tendencias, se pueden activar los mensajes de correo electrónico sobre los niveles de llenado o los mensajes de silo lleno, incluso se pueden parametrizar los sensores individuales de nivel de llenado. De este modo, se puede facilitar la planificación de rutas limpias y el acopio selectivo para optimizar los costes en la entrega de materiales.