Variables De Instrumentacion

VARIABLES DE INSTRUMENTACIÓN.

Los procesos industriales exigen el control de la fabricación de los diversos productos obtenidos. Los procesos son muy variados y abarcan muchos tipos de productos. En todos estos procesos es absolutamente necesario controlar y mantener

constantes algunas magnitudes, tales como la presión, el caudal, el nivel, la temperatura, el pH, la conductividad, la velocidad, la humedad, el punto de rocío, etcétera. Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y

la regulación de estas constantes en condiciones más idóneas que las que el propio

operador podría realizar.

Variable de instrumentación

Se refiere al grupo de elementos que sirven para medir, convertir, transmitir, controlar o registrar variables de un proceso, con el fin de optimizar los recursos utilizados. Estas variables a mediar pueden ser físicas (presión, temperatura, peso, humedad, etc.) o químicas. Podemos incluso usar la instrumentación para actuar sobre algunos parámetros del sistema y proceder de forma correctiva.

Clasificaciones de los Instrumentos Instrumento por variable de proceso

Se pasa a desglosar en detalle las posibles variables de proceso a medir, y los diferentes tipos por función.

Medidas de Presión

Medidas de caudal

Medidas de temperatura

Medidas de nivel

Medidas de análisis

Elementos finales de control.

Medidas de Presión.

La medición de presión, junto a la de temperatura y nivel, son las variables de proceso más utilizadas en los procesos industriales. No es este el curso en el que se deba explicar físicamente en qué consiste la presión, pero si es bueno indicar que las medidas de presión comúnmente utilizadas en la industria son:

• Presión relativa o manómetra.

• Presión absoluta.

• Presión diferencial.

En cuanto a las unidades utilizadas para las presiones, las más utilizadas son “bar”, “kg/cm²”, “mm.c.a”, para la mayoría de los proyectos. En proyectos americanos la unidad de presión por excelencia es el “psi”.

Para definir la clasificación de las diferentes tecnologías, diversos autores utilizan diferentes clasificaciones cada una de ellas basadas en diferentes conceptos. Nosotros intentaremos hacer una clasificación acorde con las prácticas mas habituales de utilización.

Medidas de Temperatura

Al igual que las medidas de presión y nivel, la medida de temperatura en una de las variables de proceso más utilizadas en los procesos industriales. Pero si es bueno indicar que las medidas de temperatura para su transmisión remota se producen como consecuencia de una serie de fenómenos que a continuación enumeramos:

• Efecto “Seebeck” (Generación de una f.e.m. por el efecto de variación de la tra. entre un bimetal o termopar).

• Efecto “Peltier” (efecto contrario al Seebeck, al generar una corriente en un bimetal, se desprende calor).

• Efecto “Thomson” (diferencia de densidad de electrones en diferentes puntos de un hilo a distinta temperatura).

Así como se utilizan diversos fenómenos, tales como:

• Variaciones en volumen o estado de cuerpos (termómetros de mercurio, gases, etc.).

• Variación de la resistencia de un conductor (termorresistencias).

• Variación de la resistencia de un semiconductor (termistores).

• F.e.m. creada en la unión de dos bimetales (termopares).

• Intensidad de radiación (pirómetros ópticos).

• Etc.

Al igual que casi todas las variables de proceso, las limitaciones de las diferentes tecnologías de medición dependen de la precisión requerida, velocidad de respuesta, condiciones del proceso, etc. A diferencia de otras mediciones, cabe mencionar que las medidas de temperatura, en general, tienen una inercia bastante más elevada que otras variables de proceso como la presión o caudal (casi instantáneas).

Otro factor importante a tener en cuenta en las medidas de temperatura es la necesidad de instalar un elemento de protección entre el sensor y el proceso, llamado termopozo, vaina o “thermowell”. Dicho elemento debe diseñarse y coordinarse de acuerdo a las especificaciones mecánicas del proyecto.

Medida de Nivel.

La medición de nivel quizás sea la que más tecnologías disponen para su medición, y al contrario que el resto de las variables de proceso, existen en el mercado diversos sistemas de medición para las mismas aplicaciones.

Es por ello que también la complicación que tienen los usuarios finales para poder seleccionar un sistema de medición. La forma de seleccionar la tecnología casi siempre depende de dos factores como son el precio y la precisión requerida, aparte de la validez de la tecnología para nuestro proceso.

En el pasado, las tecnologías de medición estaban basadas principalmente en métodos mecánicos y neumáticos, hasta la llegada de la tecnología electrónica.

A continuación se da una ligera visión de una selección representativa de las técnicas de medición de nivel más comúnmente utilizadas.

Indicadores de nivel vidrio.

Era la medición de nivel más utilizada en la industria para indicaciones locales, aunque cada vez mas, es sustituido por los indicadores de nivel magnéticos. El sistema de medición está basado en el principio de vasos comunicantes. Se utiliza para líquidos “limpios”. El depósito requiere de dos conexiones para conectar el nivel, instalando entre las conexiones del nivel y el depósito unas válvulas de aislamiento para poder separar ambos sistemas.

Indicadores de nivel magnético.

Es la medición de nivel más utilizada en la industria para indicaciones locales. Al igual que los niveles de vidrio, el sistema de medición están basado en el principio de vasos comunicantes, con la diferencia que se sustituye el vidrio transparente por una serie de láminas magnéticas que van cambiando de posición, y por lo tanto de color, a medida que detectan nivel. Se utiliza para cualquier tipo de líquidos compatibles con los posibles materiales de construcción. El depósito requiere de dos conexiones para conectar el nivel, instalando entre las conexiones del nivel y el depósito unas válvulas de aislamiento para poder separar ambos sistemas.

Indicadores de nivel con Manómetro.

Es una medición de nivel sencilla, que se puede utilizar en tanques atmosféricos donde no se requiere una alta precisión. El método consiste en instalar un manómetro diferencial en la parte baja del depósito, con una conexión al tanque y la otra a la atmósfera. De esta manera

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