Medición de nivel con radar para tolvas de arrastre de marcha rápida

¿Qué es el canario minero?

 


Para definir la tecnología de medición de nivel adecuada, es esencial analizar los diversos parámetros del proceso de la aplicación individual, como las propiedades del material, las temperaturas del proceso, la presión y las conexiones, así como la atmósfera del proceso. Seleccionar la tecnología de medición de nivel adecuada, configurarla correctamente y posicionarla de forma inteligente ahorra costes considerables y conduce a una mejora significativa de la eficiencia económica de la planta durante su ciclo de vida.

 

Precisión: para condiciones y materiales exigentes

Un importante proveedor de materiales de construcción de Sudáfrica buscaba una solución fiable de medición continuo de nivel para su tolva de proceso. La aplicación giraba en torno a un volquete de tren que vierte el contenido del vagón con carbón en la tolva inferior, que luego se transporta a la obra. Las unidades de medición tienen que cumplir los requisitos de alta precisión y hacer frente a un entorno exigente

El sector minero de Sudáfrica fue en su día el principal motor de la historia y el desarrollo de la economía más avanzada y rica de África. Las empresas mineras sudafricanas son protagonistas de la industria mundial y el país es el tercer exportador de carbón del mundo.

El operador de la planta lleva produciendo cemento, áridos, cal, mezclas preparadas y cenizas volantes desde 1892 y, en la actualidad, opera 11 fábricas en Sudáfrica, Botsuana, RDC, Etiopía, Ruanda y Zimbabue. Con vistas a la modernización de las plantas cercanas a Ciudad del Cabo, buscaba un sistema innovador de medición de nivel continuo.

 

Debido al rápido flujo del proceso y a la atmósfera con mucho polvo, los ingenieros de UWT configuraron una medición de espacio libre basada en un radar junto con el socio local Morton Controls CC. El NivoRadar®  NR 3000 se instaló con un tubo antipolvo que incluye una purga de aire para mantener el polvo alejado de la lente. El radar se instaló en una viga que colgaba sobre la parte principal del carbón. La distancia de medición es de unos 45 metros, con temperaturas de hasta 80°C (176°F) y una presión de proceso de hasta 0,8 bar (11,6 psi). La densidad del material es de aproximadamente 800 g/l y el valor DK está entre 2,0 - 3,0 con una característica de material granular. Hay algunas vibraciones dentro de la aplicación, poca humedad, no hay carga electrostática pero sí una atmósfera muy polvorienta. Tras dos semanas de pruebas exitosas, se confirmó la elección de la solución de sensor adecuada y se implementaron varias unidades en la aplicación de la planta. El ambiente polvoriento fue superado con éxito por el tubo de polvo y la línea de aire conectada para enjuagar la lente. La precisión y la repetibilidad de las lecturas fiables supusieron una solución satisfactoria para esta difícil aplicación.

El NivoRadar® NR 3000 está certificado para áreas peligrosas (zona 20/21). La robusta construcción de acero inoxidable hace que la medición de nivel continuo sea muy adecuada para este tipo de aplicaciones. El dispositivo funciona a una alta frecuencia de 78 GHz. Esto da lugar a un ángulo de radiación muy pequeño de 4°, que no permite ninguna interferencia de la señal en la brida, pero permite una reflexión óptima del material a granel. Pueden medirse distancias de hasta 100 m y el sensor puede utilizarse tanto en sólidos de grano muy fino como grueso gracias a su elevado rango de sensibilidad. El NivoRadar® está disponible en versión de brida plana y de brida ajustable. Con la brida de puntería ajustable, el radar puede alinearse perfectamente y la sonda puede fijarse en el punto deseado. Esto permitió que el sensor de radar instalado se colocara exactamente encima de la tolva Trippler y se ajustara para la detección de nivel continuo del material sin retrasos ni falsos ecos, incluso en espacios reducidos. Debido a la tecnología sin contacto, los conos laterales no influyeron en los resultados de las mediciones. La unidad utiliza tecnología de dos hilos y es fácil de manejar mediante un programador local con asistente de inicio rápido y una pantalla enchufable que permite la programación y el diagnóstico in situ. El sensor de radar es totalmente estanco al polvo y proporciona resultados de medición fiables a altas temperaturas de proceso de hasta 200°C (392°F).

Gestión más eficaz de los silos gracias a la visualización del nivel de lleno

La siguiente consideración del operador de la planta en este punto fue conectar el sensor de radar a un sistema global de control de nivel para conseguir una mayor transparencia en la gestión del silo. Los dispositivos del sistema de medición 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. Las señales de nivel de los sensores de radar instalados en cada silo pueden ser agrupadas por el software de visualización NivoTec® en combinación con un WebController de Wago. La planta podría recuperar esta información de forma segura (protegida por contraseña), en cualquier momento del día a través de cualquier navegador de Internet utilizando una dirección IP predefinida con el software de visualización. Es posible integrar cualquier número de puntos de medición adicionales en el sistema de visualización, sin costes de hardware adicionales. Esta monitorización y visualización de niveles proporcionó a la planta un sistema completo de indicación de niveles y tendencias, almacenamiento de datos e información de niveles a distancia.

Conclusión: La tecnología de medición es una parte fundamental del funcionamiento eficiente de los procesos de una planta

La tecnología de medición de niveles es polifacética y rara vez se detiene. Los emocionantes y desafiantes desarrollos en las distintas aplicaciones hacen que la gama de productos deba crecer y evolucionar constantemente para satisfacer estas demandas. En el caso de la tecnología de medición de nivel continua y puntual, los operarios de las plantas suelen necesitar soluciones adaptadas individualmente a sus procesos de producción de materiales. Cada proceso tiene un requisito o necesidad específica para el sensor.

En la empresa de materiales de construcción sudafricana, la medición de nivel personalizada fue un elemento crucial para el buen funcionamiento del proceso: protección contra el sobrellenado, respuesta rápida durante el vaciado, transparencia y control del nivel en los contenedores en todo momento.

Introducción a la historia

Nos encanta un poco de historia, y la minería del carbón tiene una historia interesante que contar. La minería del carbón, una de las mayores industrias mineras, comenzó en el siglo XVIII y estuvo en auge hasta la década de 1950. Aunque quizás no sea tan grande como otras materias primas extraídas, el carbón a cielo abierto sigue siendo una forma valiosa de producción de energía.

Curiosamente, el método original para extraer el carbón era la perforación de la tierra, pero tuvo que dejarse de utilizar debido a los peligrosos humos (monóxido de carbono, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno) que se desprendían, que eran, como mínimo, mortales. Los sensores que se utilizan actualmente en la minería del carbón han ayudado a detectar estos humos nocivos y han desarrollado el método canario de extracción.

¿Qué es el canario minero?

Si está familiarizado con la minería, habrá oído hablar de esta increíble historia. Simplemente, los mineros se llevaban un canario en una jaula cuando bajaban. Se sabe que los canarios son muy sensibles a los humos inodoros, como el monóxido de carbono, y que muestran signos de angustia balanceándose de un lado a otro antes de caer de su percha.

Aunque no era un procedimiento muy respetuoso con los animales, se sabía que salvaba muchas vidas. Al cabo de un tiempo, el método de detección del canario se dejó de utilizar, ya que no resultó ser tan eficaz como se pensaba.

El pellistor se introdujo como sensor catalítico y era capaz de detectar una gama muy amplia de vapores tóxicos y gases inflamables. Debido a las limitaciones, como el mal funcionamiento con productos químicos que contienen cloro, azufre, halógenos y cualquier metal que contenga silicio o plomo, así como el elevado coste de mantenimiento del pellistor, este método fue retirado. El método más moderno y eficaz es el sensor de gas basado en LEDs infrarrojos.