Detección de interfaces en la medición de lodos de recuperación de rocas

Alto nivel de sólidos y superficie móvil

 

Cuando se trata de medir con precisión la interfase de diversos sólidos en líquidos, son populares las opciones de planificación de proyectos para la supervisión continua del nivel con sistemas Lot y la detección del límite de nivel con horquillas vibratorias. Una empresa inglesa que fabrica plantas de extracción de piedra para la industria de las canteras utiliza el sistema de lote electromecánico NivoBob® para detectar los niveles de la interfase con la sensibilidad adecuada. El operador buscaba un principio sensible y sencillo.

 

Alto nivel de sólidos y superficie móvil
Hay varias industrias que requieren la detección de niveles de lodos o la detección de sólidos en líquidos, por ejemplo, en tanques o cuencas de sedimentos, filtros o separadores de láminas en la industria del metal, en plantas químicas, fábricas de cal o grava y en la industria de aguas residuales. En este caso, la precisión de las mediciones y la longevidad de los sensores son especialmente importantes, ya que la contaminación, los productos químicos y los gases pueden afectar a menudo a la precisión de las mediciones. UWT ofrece varias opciones de configuración para la detección de interfase de sólidos en líquidos, así como de capas de líquidos para la medición continua y la medición de límites de nivel en estas industrias.

Un fabricante de equipos de recuperación de piedra que se centra en soluciones de procesamiento para las industrias de canteras, reciclaje de áridos y extracción buscaba equipos de medición consistentes para mejorar sus procesos de recuperación de piedra. Ofrece plantas de lavado y equipos de lavado de áridos en Inglaterra y Gales. Las piedras se colocan en un recipiente lleno de agua, que se agita lentamente. Se elimina toda la suciedad de las piedras. Las piedras se vuelven a vender como material de construcción. La suciedad del agua se deposita en forma de lodo en el fondo del recipiente, donde la aplicación requiere la medición del nivel de lodo. A partir de un determinado nivel, el lodo se bombea. El operador de la planta ya había probado un radar y un sistema de ultrasonidos, pero ambos no tuvieron éxito debido al alto contenido de sólidos en el agua y al movimiento de la superficie del agua. Varias pruebas realizadas por Graeme Hughes, Director General de UWT (UK) Ltd. con diferentes sensores, dejaron claro rápidamente que la medición de la interfase podía realizarse de forma óptima con el principio de medición electromecánico del compacto y probado NivoBob® Lot. Los dispositivos electromecánicos también son robustos y muy fiables gracias a su sencillo principio de medición. Las tecnologías multifuncionales del sensor electromecánico  NivoBob® NB 3300 (versión cable) y NB 3400 (versión cinta) se han modificado especialmente para la medición de interfaces. Son los compañeros ideales para la medición continua de los niveles de lodo o sal en los depósitos de agua contaminada o en los silos de amianto. La resistencia de los dispositivos a los materiales corrosivos es crucial para conseguir resultados fiables. Por ello, todas las piezas del sensor que están en contacto con el proceso están especialmente recubiertas o fabricadas con materiales resistentes a la corrosión. La versión de alambre de acero inoxidable puede ofrecerse con un revestimiento protector de plástico PA y es muy resistente a los medios agresivos de las aguas residuales, como los que se encuentran en los tanques de sedimentación. La calibración del sensor es sencilla y el ajuste del peso puede hacerse de forma mecánica.

Para las instalaciones de Inglaterra, se utilizó el NivoBob® NB 3300 con extensión de cable, que demostró ser un sistema de medición adecuado para esta aplicación de interfase. El peso de detección, fabricado con un material adecuado y sujeto a una cable, se baja desde arriba electromecánicamente en el tanque. En cuanto el peso sensor se apoya en el material, el sentido de bobinado del motor cambia y el peso sensor se rebobina hasta la posición final superior. Para las mediciones de la interfase, el peso de detección puede ajustarse en función de la densidad del sedimento. La distancia se mide electrónicamente y, junto con la información programada sobre la geometría del vaso, los microprocesadores convierten esta distancia en una señal de salida volumétrica. El sensor genera una señal analógica de 4-20mA y una interfase Modbus RTU o Profibus DP para los sistemas de evaluación. Como el sistema es inmune a la dielectricidad, la conductividad, la humedad y el apelmazamiento, el sensor electromecánico proporciona continuamente una señal de nivel fiable. El peso de detección no se ve afectado por el movimiento del agua. Se desplaza por la superficie del agua hasta la capa de lodo y detecta rápidamente y con precisión la interfase. El peso de detección del sensor también puede ajustarse a la viscosidad del lodo. El sistema convenció con su sistema fiable y fácil de manejar para medir el nivel de lodos en la cubeta de lavado.

 

Medición electromecánica sin enredos
Una de las preguntas más frecuentes sobre esta tecnología es cómo evitar que los cables o cuerdas del sistema electromecánico se enreden, por ejemplo, debido a que se enrollan y desenrollan constantemente o a que el material se levanta y provoca interferencias. UWT ha abordado este problema introduciendo un diseño que utiliza sólo una o dos bobinas. También se ha equipado con un sistema de limpieza por cepillado y una correa tensada por resorte que cuenta con un mecanismo de extracción que elimina el material de la cuerda a medida que se introduce en la carcasa. Además, los sistemas NivoBob® Lot están equipados con cuerdas de alta resistencia que evitan que los pesos sensores se suelten y causen posibles daños.

Más transparencia gracias a la visualización del nivel de llenado
El operador de la planta también quería una solución económica y práctica en forma de un indicador central de nivel de llenado a distancia. El objetivo era hacer más transparente y eficaz el control de los procesos mediante el control continuo de los niveles y la planificación detallada. Para ello, se conectó un sistema de visualización del nivel de llenado.
Los dispositivos del sistema de pilotaje electromecánico se comunican directamente con los controladores PLC a través de una señal analógica de 4...20mA o también a través de un protocolo digital MODBUS RTU o Profibus. De este modo, los sistemas de control eran directamente compatibles con todos los sistemas de control habituales. Debido a la gran selección de diferentes controles de nivel dentro de la serie UWT NivoTec® , se pudo encontrar un modelo económico adecuado para la planta. Las señales de nivel del NivoBob® instalado en cada contenedor fueron agrupadas por el software de visualización en combinación con un WebController de Wago. La información recibida se reenvía a Internet a través de una conexión Ethernet utilizando una dirección IP enrutada. La planta podría recuperar esta información de forma segura (protegida por contraseña) a través de cualquier navegador de Internet en cualquier momento del día utilizando una dirección IP predefinida. Es posible integrar cualquier número de contenedores adicionales en el sistema de visualización, sin hardware ni costes adicionales.

Opcional: Si se quiere reducir al mínimo la instalación en el sistema, se puede utilizar un módem GSM para el acceso remoto a los datos. En este caso, no se requiere una conexión Ethernet para la transmisión de datos, sólo una tarjeta SIM en el WAGO, a través de la cual funciona el módem. Este módem recoge todas las señales de nivel y las envía en un protocolo encriptado por teléfono móvil a través de Internet al controlador correspondiente.

La instalación del sistema no fue complicada y pudo ser realizada por los propios técnicos de servicio de la fábrica. Los armarios de control sólo tuvieron que configurarse una vez, tras lo cual no se necesitó más apoyo informático. El sistema puede desmontarse en un lugar y volver a instalarse en otro sin nuevos costes.

Protección contra el sobrellenado y el ralentí mediante horquillas vibratorias
Las horquillas vibratorias de la serie Vibranivo® VN 1000 VN 5000 pueden instalarse muy fácilmente para la medición del límite de nivel de lodos y sólidos en líquidos. Las partes en contacto con el medio son de acero inoxidable duradero. Las homologaciones requeridas internacionalmente para el uso en atmósferas potencialmente explosivas (gas y polvo) son estándar. Los piezos excitados electrónicamente hacen vibrar la horquilla. En cuanto el sensor se cubre de material, la vibración se amortigua y el cambio resultante en la corriente eléctrica provoca la conmutación de la señal de salida. En cuanto el nivel del material desciende por debajo del sensor, éste vuelve a vibrar y la señal de salida se restablece. La sonda de vibración establece el punto de conmutación donde la aplicación lo necesita.

Los tipos tienen un alcance configurable de forma flexible y están disponibles con tubos de extensión o como versión muy corta. Con las series VN 1030 o VN 5030 es posible incluso profundidades de unos 4 metros en un depósito o cuenca, siempre que la posición de instalación sea desde arriba. Los Vibranivo® VN 1020 y VN 5020 con brazo de sonda corto garantizan una gran robustez para aplicaciones con altas cargas mecánicas. La serie VN 5000 ofrece más espacio para el cableado gracias a una carcasa más grande y, además, un diseño resistente a la presión. La alta sensibilidad requerida para la detección de sólidos respectiva puede ajustarse fácilmente en la electrónica. La horquilla del interruptor de nivel es robusta, fácil de manejar y puede configurarse exactamente para la aplicación correspondiente mediante su programa de serie.