Por: Henry Kim (Especialista en marketing y estrategia para la línea de Variadores de Velocidad)

 

Como industriales modernos, nos enfrentamos a una presión cada vez mayor por parte de los gobiernos, la sociedad y los inversores para demostrar prácticas de sostenibilidad. Los compradores de hoy exigen marcas ecoeficientes, productos ecológicos, materiales de origen responsable y soluciones y servicios centrados en la sostenibilidad. Lograr operaciones sostenibles es uno de los desafíos más importantes a los que se han enfrentado las empresas industriales; la buena noticia es que ya existe la tecnología para abordar la sostenibilidad: las soluciones de automatización y electrificación digital nos permiten operar todo de manera más eficiente.

El uso de energía de las corporaciones generalmente comprende alrededor de la mitad de su huella de carbono. Un gran impulsor de este uso de energía proviene de los motores que consumen entre el 60 y el 95 % de la energía eléctrica en una planta. La optimización de estos motores, con una solución integral de gestión de motores, puede reducir las emisiones de CO2 y tener un impacto directo en la sostenibilidad de las operaciones.

Una forma clave en que podemos hacer esto dentro de nuestra solución de gestión de motores es con los variadores de velocidad Schneider Electric Altivar, que aportan eficiencia energética a las operaciones industriales. Sobre la base de una metodología transparente y rigurosa*, los drives vendidos por Schneider Electric en el período 2018-2021 brindarán beneficios de CO2 muy sustanciales a los clientes: de hecho, se ahorrarán o evitarán más de 140 millones de toneladas de emisiones de CO2 en la vida útil del equipo.

Las transiciones energética, industrial y digital están revolucionando el mundo actual y las empresas necesitan poder incorporar la innovación tecnológica desde un lugar de empoderamiento.

Resulta esencial respetar los procesos de incorporación tecnológica que abarcan la detección de una necesidad de innovación, la recopilación de información, la decisión de compra y, luego de la adquisición, la capacitación del personal y seguimiento de implementación.

En el proceso de modernización se ven implicadas diferentes áreas dentro de una empresa, lo que requiere soluciones que integren los objetivos individuales y globales.

A modo de ejemplo, si el proceso comercial de adquisición de productos tecnológicos es exitoso pero no va acompañada de una RESPUESTA CONTINUA al momento de la implementación, entonces la operatividad de la empresa se verá afectada y tam-bién se verán perjudicadas las buenas relaciones interdeparta-mentales.

Es por ello que, el concepto de SOLUCIONES INTEGRALES propone tener en cuenta cada necesidad para cada área dentro de la empresa que se vea involucrada en la incorporación de nueva tecnología.

Es sabido que cualquier proceso de cambio genera un periodo de adaptación y puede dejar expuesta cualquier vulnerabilidad en la gestión del cambio.

Contar con la información completa y precisa al momento de la incorporación de tecnología, permite llevar los procesos de trabajo de forma saludable, es decir, teniendo en cuenta las buenas prácticas de cada sector y cumpliendo con el objetivo de potenciar sus fortalezas y disminuir sus debilidades.

El resultado será llevar adelante la modernización sin comprometer la calidad de los servicios brindados. Esto permite garantizar que se mantengan reflejados los valores enunciados en la misión y visión de la empresa y que no haya ningún tipo de declive en la imagen que los clientes perciben.

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Especificaciones incompletas o aún con datos inconsistentes son muy comunes en la documentación para compra de transmisores de presión. En la primera mirada parecen artículos simples de un proyecto, pero los detalles son numerosos y, si especificados incorrectamente, podrán generar perjuicio durante el montaje o la operación, que podrá ser mayor que los valores de los equipos en cuestión.

Este tópico busca clarificar algunas cuestiones fundamentales del proceso de especificación de transmisores de presión.

¿Qué se pretende medir? 

Presión manométrica, presión absoluta, presión diferencial; otras grandezas inferidas a partir de mediciones de presión (flujo, nivel, volumen, fuerza, densidad, etc.).

Vale subrayar que las mediciones de presión abajo de la atmosférica no necesitan forzosamente transmisores de presión absoluta. Los transmisores de presión absoluta son recomendados solamente para evitar las influencias de la presión atmosférica. Esa influencia solo será crítica cuando se medir presiones muy cercanas (arriba o abajo) de la presión atmosférica. En los demás casos pueden emplease sin problemas los transmisores de presión manométrica.

¿Para qué medir la presión?

Por lo general se mide la presión para control o monitoreo de procesos, por protección (seguridad), control de calidad, transacciones comerciales de fluidos (transferencias de custodia, medición fiscal, estudio e investigación, balances de masa y energía.

Esos objetivos deben ser tenidos en cuenta en la elección de los equipos. Quesitos más rigurosos de desempeño tales como exactitud, límites de sobrepresión y presión estática, estabilidad y otros, pueden cargar sin necesidad el proyecto. Todos los fabricantes suministran al mercado más de una versión de transmisores con características técnicas distintas y, obviamente, precios también distintos.

¿Cuál es el fluido del proceso?

El proveedor deberá ser informado de las características del fluido. Por lo general el fabricante podrá recomendar materiales o conexiones especiales. Téngase en cuenta que la decisión final tocará al usuario o a la compañía de ingeniería encargada. Algunos datos del fluido del proceso son fundamentales al elegirse el transmisor:

• Estado (líquido, gas, vapor): define la posición de la válvula de escape;
• Presión máxima del proceso: es importante para evaluación de los límites de sobrepresión y presión estática del transmisor;
• Temperatura máxima del proceso: se podrá determinar para uso de sellos remotos o solo para mantener una distancia mínima en la línea de impulse (tubing).

¿Opcionales?

Algunos opcionales se pueden agregar a los transmisores suministrados:

• Indicador local: no es muy dispendioso y es muy útil, pues no solo permite la lectura de la variable en unidades de ingeniería (kgf/cm2, bar, mmH2O, Pa, psi, etc.), pero también facilita la configuración del transmisor en la ausencia de un configurador.
• Manifold: la compra combinada (transmisor + manifold) es ventajosa comercialmente y evita cualquier incompatibilidad técnica en el montaje.
• Soporte para tubo de 2”: este es un artículo casi obligatorio. Algunos soportes posibilitan también montaje en superficies planas. Se recomienda especificar el soporte al menos con los tornillos y tuercas en acero inoxidable para mejor resistencia en atmósferas corrosivas.

Sujetacables (cable clamps): se los puede encargar junto con el transmisor. Se recomienda, todavía, incluirlo en la compra del material de montaje, garantizando la compatibilidad con el calibre del cable a se utilizar.

Protocolos de comunicación

Los más comunes son4-20 mA + HART, Foundation Fieldbus y Profibus PA.

Algunos fabricantes proveen transmisores que cambia su versión de protocolo a través de la simple sustitución de la placa de circuito electrónico o solo del firmware y se pueden usar en distintos sistemas.

Los fabricantes tambien suministran, junto con los transmisores, CDs con todos los archivos (DDs y DTMs) de sus productos, garantizando la comunicación e interoperabilidad entre los diversos sistemas de control de mercado.

 ¿Herramientas especiales?

Para los transmisores con protocolo Foundation Fieldbus o Profibus PA no se necesitarán configuradores portátiles, pues la propia herramienta de configuración de redes, por lo general instalada en los computadores de supervisión o en alguna estación de ingeniería, puede también acceder a los dispositivos y configurarlos. Para los proyectos convencionales (4-20mA + HART), se recomienda la adquisición de configurador portátil (hand held). En algunos transmisores la configuración podrá hacerse directamente en los aparatos, con recursos tales como la llave magnética o botoneras locales.

¿Preconfiguraciones?

Los transmisores convencionales (4-20mA + HART) proveen, por lo general, sin costos adicionales, algunas preconfiguraciones: extracción de raíz cuadrada, banda calibrada, indicación del display en unidades de ingeniería (presión), indicación del display en unidades especiales, por ejemplo:m3/h, l/h, m3. En ese caso débese informar previamente la unidad  y la escala.

¿Certificaciones?

Es común el usuario solicitar al fabricante certificados de calibración emitidos por laboratorio rastreado por la RBC. Los fabricantes siempre proveen certificados estándares generados y emitidos durante la etapa de fabricación de los instrumentos. Otros certificados de calibración, cuando emitidos por laboratorio de metrología rastreado por la RBC pueden necesitar plazos mas largos de entrega y generalmente resultan en costos adicionales.

Otra certificación importante debe observarse cuando se usan transmisores en áreas explosivas. Los proyectos de instrumentación para esos casos adoptan normas que observan prueba de explosión, seguridad aumentada o seguridad intrínseca. Los certificados son distintos y el usuario es responsable por su correcta utilización. Lo mismo se aplica a los SIS, Sistemas Integrados de Seguridad.

¿Opcionales?

Algunos opcionales se pueden agregar a los transmisores suministrados:

• Indicador local: no es muy dispendioso y es muy útil, pues no solo permite la lectura de la variable en unidades de ingeniería (kgf/cm2, bar, mmH2O, Pa, psi, etc.), pero también facilita la configuración del transmisor en la ausencia de un configurador.
• Manifold: la compra combinada (transmisor + manifold) es ventajosa comercialmente y evita cualquier incompatibilidad técnica en el montaje.
• Soporte para tubo de 2”: este es un artículo casi obligatorio. Algunos soportes posibilitan también montaje en superficies planas. Se recomienda especificar el soporte al menos con los tornillos y tuercas en acero inoxidable para mejor resistencia en atmósferas corrosivas.

Sujetacables (cable clamps): se los puede encargar junto con el transmisor. Se recomienda, todavía, incluirlo en la compra del material de montaje, garantizando la compatibilidad con el calibre del cable a se utilizar.

 

 ¿Conexiones especiales?

En aplicaciones con fluidos agresivos, temperatura o viscosidad alta, sólidos en suspensión, se recomienda el uso de transmisores con sellos remotos o integrales (que son llamados de transmisores de nivel). Se debe, siempre lo posible, evitar el uso de sellos, pues estos degradan la exactitud de la medición, aumentan el tiempo de respuesta del transmisor y sufren grande influencia de la temperatura ambiente. Los sellos con conexiones de brida deberán ser compatibles con las bridas de proceso y respetar las clases de presión establecidas en las tablas de presión y temperatura de los respectivos estándares.

¿Banda de presión / rangeabilidad?

Los fabricantes adoptan una terminología estandarizada que se necesita conocer:

• URL: Límite superior de la banda de calibración;
• LRL: límite inferior de la banda de calibración (en general LRL = – URL);
• URV: valor superior de la banda calibrada (deberá ser inferior o igual a la URL);
• LRV: valor inferior de la banda calibrada (deberá ser superior o igual a la LRL);
• SPAN: URV – LRV (deberá ser superior al SPAN mínimo del instrumento).

La relación URL /SPAN mínimo define la rangeabilidad del instrumento.

Los catálogos de los fabricantes en general muestran los valores de URL, LRL y SPAN mínimo para las varias bandas de los transmisores. Se puede observar que el SPAN mínimo de una determinada banda será siempre más grande que el URB de la banda inmediatamente inferior. Ejemplo:

• Banda 4 es URL : 25 kgf/cm2  ;      Span mínimo : 0,21 kgf/cm2;  límites de sobrepresión o presión estática: 160 kgf/cm2
•  Banda 5 es URL : 250 kgf/cm2  ;    Span mínimo : 2,1 kgf/cm2;    límites de sobrepresión o presión estática: 320  kgf/cm2

En una aplicación con banda equilibrada 0 a 20 kgf/cm2 es posible usar la banda 4 o mismo la banda 5. Sin embardo, débese eligir siempre el de banda inferior. Todas las especificaciones de estabilidad, efecto de temperatura, efecto de la presión estática se determinan con valores porcentuales de URL. La excepción a esa elección se da cuando los límites de sobrepresión o de presión estática pueden ser alcanzados. En el ejemplo por encima de ese límite es de 160 kgf/cm2 para la banda 4 y 320 kgf/cm2 para la banda 5.

Recursos funcionales

Algunos transmisores tienen recursos funcionales muy interesantes. Para los transmisores con protocolo Foundation Fieldbus es importante conocer la biblioteca de bloques funcionales existente. El usuario debe informarse no solo sobre los diversos bloques, como también sobre la política de comercialización de esos recursos. Algunos fabricantes suministran el dispositivo con algunos bloques básicos y cobran adicionales por los bloques avanzados. Es importante, también, informase sobre la cantidad de bloques que se pueden procesar en un único transmisor. Este límite puede ser crítico en proyectos con lazos de control más complejos.

Para los transmisores convencionales (4-20ma + HART) es posible también el uso de funcionalidades adicionales:

Control de PID

En esta configuración el transmisor ejecuta el algoritmo PID, comparando la variable del proceso con un set-point preajustado y genera la señal de salida de corriente para conexión directa con el posicionador de la válvula de control. Ese recurso es válido para circuitos simples de control que no necesiten intervenciones del operador (siempre en automático con set-point constante).

Totalización de flujo

El transmisor de presión diferencial cuando usado en mediciones de flujo puede configurarse para indicación local del flujo totalizado, además del instantáneo.

    Transmisores de Presión 

Fuente:  www.smar.com.br
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Análisis de gases de combustión como herramienta de diagnóstico de eficiencia y prevención de contaminación en Calderas.

Descripción Aplicación

Los desafíos de la industria en el siglo XXI son tanto operar con la mayor eficiencia energética como con el mínimo impacto en el medioambiente.

El análisis de gases de calderas como un método para optimizar la relación combustible / aire por Medición de la cantidad de oxígeno en exceso y / o CO en los gases de combustión. Como resultado de la combustión, los operadores de la planta pueden operar de la mejor manera la eficiencia de la tasa de calor, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero y emisión de NOX (gas toxico). El ideal teórico, o el punto estequiométrico (Fig. 1).

1.- Grafica NOx vs O2.

Sin embargo, los quemadores en funcionamiento nunca alcanzan este ideal y el mejor punto de operación generalmente resultará en 1 a 3% de exceso de aire y 0 a 200 PPM de CO. Este punto de operación óptimo es diferente para cada caldera. Una mayor velocidad de inyección de combustible induce una mayor turbulencia a través de los quemadores, proporcionando una mejor mezcla de combustible/aire y permitiendo la operación con un menor exceso de O2 antes de que aparezca combustible sin quemar.

La forma de poder saber que es lo que sucede en el proceso de combustión es analizar los componentes que inciden en una combustión completa, de esta manera puedo predecir el comportamiento de los quemadores de la caldera y anticipar a el desgaste de estos, trabajar con una mezcla segura, que no exponga la integridad de la operación trabajando con una mezcla potencialmente explosiva

2.- Curva equilibrio estequiométrico

Nuestra Propuesta de Valor

En base a nuestra experiencia acompañando a nuestros clientes, siendo un socio estratégico en el centro de su industria. ENGIE puede asesorarlo en la implementación de sensores de oxígeno y COe (CO equivalente), definiendo los puntos críticos de su proceso y así garantizar la eficiencia de sus procesos. Contamos con soluciones de medición de Oxigeno con tecnología trabajan a altas temperaturas y sin requerir acondicionamiento de muestra, lo que la hace la medición de oxígeno de más precisión disponible. Adicionalmente esta tecnología puede ser complementada con la medición de COe (CO equivalente) lo que me permite tener una excelente visión de lo que ocurre en el proceso y prevenir altos niveles de CO que son contaminantes, reflejan una mala eficiencia en la combustión y en altos concentraciones puede tornarse potencialmente explosivo.

ENGIE Services Chile pone a su disposición toda nuestra experiencia con una alta conciencia en el medio ambiente.

 

Autor:

Anibal Gonzalez

anibal.gonzalez@engie.com

 

 

Analizadores de gases de combustión