El monitoreo de flujos másicos de sólidos en sectores industriales como el farmacéutico, químico, fundición, cementero, yeseras y alimentación, permite resolver una serie de problemas frecuentes como la pérdida de sólidos a través de tolvas, contenedores, silos, sistemas de transporte neumáticos, tuberías y conductos, entre otros.
Además, también permite tomar decisiones rápidas ante:
- La emisión de sólidos finos al ambiente a niveles más altos que los permitidos por las normas de control de contaminación,
- Evitar las pérdidas de producto debido a roturas de las mangas de los filtros y,
- Operaciones ineficientes de equipos como filtros y sistemas control de sólidos.
Los sistemas de monitoreo de flujos másicos de sólidos en continuo, en la industria farmacéutica, por ejemplo, permiten el control del 80% de los productos, cuyos ingredientes necesarios para su fabricación se encuentran en forma de polvo.
Si se detecta a tiempo una mala fluidez de los productos durante el proceso productivo, se pueden evitar grandes pérdidas económicas para la industria. El sistema de monitoreo de flujos másicos de sólidos en continuo permite asegurar el funcionamiento del proceso, realizando la medición y control del material.
Entre las tecnologías disponibles para el monitoreo de flujos másicos de sólidos en las industrias, con verdaderos medidores de caudal, se encuentran los monitores de flujo másico de sólidos en fase diluida.
Funcionamiento de los monitores de flujo másico de sólidos en fase diluida
Con el uso de estos sistemas de monitores de flujo másico de sólidos se pueden medir en línea prácticamente todos los tipos de polvo y granulados con tamaños de partículas entre 1 nm y 10 mm. También son utilizados para medir sólidos que son transportados neumáticamente o en caída libre después de sistemas de transporte mecánicos.
Son sistemas muy fáciles de instalar con una gran una resistencia al desgaste y durabilidad. Se trata de la última generación de sistemas monitores para medir el flujo de sólidos a través de la técnica microondas, muy adecuados para usarlo en zonas con atmósferas potencialmente explosivas y se puede instalar en cualquier tubería metálica.
El sistema consiste en un elemento sensor y una unidad procesadora remota al equipo, capaz de gestionar la señal proveniente del sensor y facilitar una lectura de caudal totalizado, así como una señal digital de salida.
El sensor y la unidad procesadora están unidos por un tubo guía metálico, el cual hace función de transductor y un cabezal que incorpora una fuente eléctrica de 24 GHz de muy baja potencia (alrededor de 5 mW). Ha sido diseñado por la empresa Alemana SWR, denominándolo SolidFlow 2.0, con la finalidad de medir volúmenes de sólidos transportados a través de tuberías.
Para las instalaciones que utilizan transporte neumático, la sonda queda insertada en la tubería de tal forma que no provoca pérdidas de carga ni interfiere el paso del producto. El extremo queda totalmente enrasado con la pared interna de la tubería, formándose habitualmente una pequeña capa de producto que “protege” la sonda sin afectar a la medida.
El sistema se caracteriza porque es fácil de instalar y tiene una resistencia al desgaste. Es la última generación de sistemas monitores para medir el flujo de sólidos a través de la técnica microondas, es adecuado para usarlo en zonas con atmósferas potencialmente explosivas 20 y 1 y se puede instalar en cualquier tubería metálica.
El sensor funciona en las tuberías metálicas creando un campo de medición con el fin de actuar como un contador de partículas. Mide el flujo de partículas por unidad de tiempo; su sistema de frecuencia asegura que sólo se midan las partículas que se encuentran en movimiento y que los depósitos sean suprimidos por la radiación de microondas.
El sistema evalúa dos variables diferentes de la señal emitida y recibida: Amplitud y frecuencia. Basándose en el efecto Doppler, y conociendo el diámetro interno de la tubería, la unidad de control del equipo calcula un valor proporcional al caudal másico instantáneo. El transductor que es fijo, proyecta un haz ultrasónico en un caudal homogéneo de partículas en movimiento dentro de la tubería, parte de su energía acústica regresa de nuevo al transductor.
Dado que el fluido de material sólido esta en movimiento relativo al transductor fijo, la transmisión de la onda sónica que se mueve por el fluido es recibida por el transductor a una frecuencia diferente de la que fue enviada. Esta diferencia de frecuencia se conoce como frecuencia de corrimiento Doppler y la diferencia entre la frecuencia enviada y la recibida es directamente proporcional al caudal de flujo.
Para poder obtener el valor real de dicho caudal (en unidades de ingeniería), se debe calibrar el equipo, en donde la unidad de control puede llegar a gestionar la señal de hasta 3 sensores (un máximo de 600 mm. de sección de tubería) y permite almacenar 4 calibraciones diferentes (seleccionables local y remotamente).
Beneficios de monitores de flujo másico de sólidos en fase diluida
- Pueden ser utilizados en caída libre y en el transporte neumático en fase diluida.
- El cambio de sensor es simple gracias al casquillo soldado a tubería.
- Son sistemas con aprobación ATEX.
- Se pueden medir casi todos los tipos de polvos finos, gruesos y gránulos.
- No hay interrupciones ni pérdidas de carga en el flujo.
- Puede realizar una medición de caudal másico de hasta 20 t/h., ideal para totalizar la materia prima cuando cae a la cisterna.
- La medición se realiza por medio del principio microondas, beneficio en las mediciones, debido a que no son afectadas por condiciones climáticas ni interrupciones eléctricas.
- La medición del caudal es en línea.
- El sistema es altamente confiable gracias a la compensación activa del filamento que produce el flujo de producto.
- El sistema incluye salidas de relé para alarmas, así como comunicación serie con protocolo MODBUS (emite reportes directo a una PC), función de gran validez para el operador de planta, ya que obtiene reportes inmediatos de fallas en alguna parte de los sistemas, lo que conlleva a tomar decisiones en tiempo real.
Para conocer el funcionamiento de los monitores de flujo másico de sólidos en fase densa, te invitamos a solicitar la auditoría de detección de caudal de sólidos y emisión de partículas a la atmósfera, así como también a suscribirte al Newsletter de SXS Medioambiente, un boletín que está al día con las nuevas tecnologías para el monitoreo de flujos másicos de sólidos, aplicaciones industriales en calidad del aire, protección radiológica y sensores para el monitoreo continuo de compost.