Por Mtro. Víctor M. Hernández Bernal *

Se ha hablado mucho sobre la protección contra derrames y sobrellenados en los últimos años, las cuestiones relacionadas con la seguridad de la planta, del personal y la protección del medio ambiente son de particular importancia en las industrias de manipulación y almacenamiento de petróleo.

A modo de reseña histórica, la explosión de Buncefield que causó daños generalizados en diciembre de 2005 fue un evento lamentable que ha impulsado la necesidad de que las empresas reconsideren sus prácticas y procedimientos operativos y se concentren en tomar las medidas adecuadas para la operación segura de la planta.

Endress+Hauser, especialista en la medición de nivel, destaca la importancia de emplear sistemas confiables de prevención de sobrellenado, para ello analiza cómo la orientación y las regulaciones de los organismos públicos desafían a las empresas a invertir en sistemas y soluciones instrumentados de seguridad.

Tecnología de radar

La medición de nivel por radar proporciona una medición continua sin contacto utilizando transmisores intrínsecamente seguros y se implementa para medir combustible, Diesel y aceite lubricante, entre otros productos. El principio de medición se basa en una señal de eco, que se refleja desde la superficie del producto hasta el transmisor.

El radar ha demostrado ser muy eficaz como método de medición sin contacto en entornos donde las condiciones del proceso pueden no ser bien conocidas, como aplicaciones en las que se forma vapor y la condensación crea acumulación o donde las condiciones adversas provocan corrosión.

De hecho, la confiabilidad de la tecnología de radar ha aumentado hasta el punto en que ahora es posible utilizar el radar como un dispositivo de protección contra derrames de alto nivel en sistemas instrumentados de seguridad que requieren altos niveles de rendimiento.

El principio de la horquilla vibrante

Los interruptores de límite de vibración son un método probado y confiable de protección contra sobrellenado y se han utilizado ampliamente en la industria petrolera.

Estos son sistemas de vibración mecánica, que se hacen vibrar a su frecuencia de resonancia. Un accionamiento piezoeléctrico, el elemento central del sensor, genera impulsos de accionamiento que se transfieren al diapasón, la única parte del sistema que entra en contacto con el producto. Debido a este conocido efecto piezoeléctrico, es posible hacer resonar el diapasón y medir el cambio en la frecuencia resonante.

Los interruptores de nivel vibratorios se utilizan en muchos sistemas instrumentados de seguridad. El dispositivo resuena a una frecuencia más alta en el espacio de gas o vapor sobre el producto y reduce su frecuencia cuando se sumerge en el líquido. Este cambio de frecuencia se detecta y se utiliza para indicar que el diapasón está cubierto y se ha alcanzado una alarma de nivel alto.

Una gran ventaja del interruptor vibratorio es su capacidad para trabajar de forma continua a una frecuencia que se puede controlar, incluso cuando se encuentra en el espacio libre encima del producto. Como se trata de un valor conocido, puede monitorizarse para dar una indicación de la condición y, por tanto, la fiabilidad del conmutador de diapasón.

Por ejemplo, si la frecuencia cambia debido a la corrosión del interruptor, la horquilla se volverá más liviana y resonará a una frecuencia más alta, lo que dará como resultado una alarma que indica la condición cuestionable del interruptor. Además, cualquier acumulación o daño en el interruptor también cambiará la masa del diapasón y por lo tanto la frecuencia de vibración, dando una alarma e indicando que el sistema necesita atención. Por supuesto, esto sucederá antes de que se alcance la alarma de nivel alto y el interruptor no funcione, lo que garantiza que el interruptor indique cualquier problema antes de que se convierta en catastrófico.

Prueba remota 

Además de la seguridad inherente del dispositivo que se utiliza, también es importante que esto se pueda establecer periódicamente mediante pruebas de verificación.

La prueba definitiva consiste en simular la verdadera condición de alarma elevando el nivel al punto crítico y asegurando que el sistema de alarma funcione correctamente. Sin embargo, esto puede ser muy difícil y costoso de realizar con frecuencia. Con la electrónica actualmente disponible dentro de estos sistemas, es posible realizar pruebas más frecuentes que incluso pueden iniciarse desde un punto remoto ubicado en una zona segura. Como ejemplo de esto, el radar puede configurarse para simular niveles de alarma y probar el sistema de manera más regular.

El interruptor de nivel de diapasón también está disponible con unidades de interruptor remoto que se pueden usar para iniciar un ciclo de prueba que impulsa la unidad a través de un rango de frecuencias que simulan una condición de alarma normal y fallas del sistema. Esto se hace de forma sencilla y permite realizar pruebas frecuentes, lo que aumenta la confianza en la fiabilidad no solo del sistema de detección de nivel, sino de todo el circuito de seguridad.

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* Mtro. Víctor M. Hernández Bernal, Ingeniero en Control y Automatización del Instituto Politécnico Nacional de la ESIME, cuenta con una Maestría en Administración de Negocios; cursó diversos estudios avanzados en Metrología, medición de nivel en Alemania, México y Estados Unidos. Actualmente se desempeña como Consultor de Aplicaciones para América Latina y Europa para Endress + Hauser.