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La medición de nivel con sistemas de flotadores en procesos estériles

Mathias Jung, director de producto y Johanna Zieser, responsable de marketing y de producto de Wika

21/01/2015
Existe una gran variedad de sistemas de medición como radar y microondas, pero la medición mediante flotadores sigue manteniendo su posición destacada no solo en los sectores de química y procesos industriales generales, sino también en procesos estériles que requieren elevados estándares higiénicos. Básicamente se distingue entre dos principios de medición: la detección de nivel puntual y la detección de nivel continua.

Medición continua o puntual

Para la detección puntual se suelen usar interruptores magnéticos con flotador, fijados en la parte superior del depósito. Al pasar el flotador se activan los contactos magnéticos Reed (contacto aislado mediante gas inerte) situados en los puntos predefinidos del tubo guía. Los contactos libres de potencial permiten un procesamiento universal de la señal mediante entradas PLC y amplificadores seccionadores. En función de su aplicación se determinan los puntos de interrupción máx y min así como niveles de desactivación de emergencia. Las ventajas de medidores con sistemas de flotadores son básicamente su bajo coste de puesta en marcha y mantenimiento y su sencillo manejo.

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Materiales específicos y recubrimientos para los diferentes materiales.

Para la detección continua con flotadores se suelen aplicar sistemas con transmisores con cadena de Reeds o con sensores magnetostrictivos. Los sistemas con Reeds producen una tensión eléctrica proporcional al nivel mediante contactos Reed que forman parte de una cadena de medición. Con este sistema se alcanza una exactitud de 1% con una longitud de medición de 500 mm. La señal se procesa mediante un transmisor tipo cabezal de 2 hilos y emite una señal normalizada de 4 …20 mA o alternativamente señales Hart o Fieldbus.

Los sensores magnetostrictivos destacan por su elevada exactitud superior a 0,1 mm. Un impulso de corriente en un hilo, colocado en el tubo de la sonda, genera un campo magnético circular que provoca una torsión del hilo. En el punto de medición, o sea el nivel propio del fluido, se sitúa un flotador con imán permanente como indicador de la posición. La superposición de los dos campos genera una onda mecánica que se convierte mediante sensores piezoresistivos en una señal eléctrica. Este método permite la medición de mínimas variaciones del nivel y por lo tanto la detección de fugas a tiempo antes de causar daños mayores. Las señales de salida son los habituales 4 … 20 mA ó 2 … 10 V y la alimentación es 24 VDC.

¿Por qué sistemas con flotadores?

La gran ventaja de los sistemas con flotadores reside en su resistencia contra desviaciones de medición provocados por superficies en movimiento o en ebullición, conductividad eléctrica, constantes dieléctricas o espumas. Para optimizar la medición el usuario debe seleccionar el material adecuado para el medio por ejemplo acero inoxidable, aleaciones de níquel o plásticos.

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Para la decisión del principio correcto de medición de la técnica de proceso estéril, por ejemplo la utilización en fermentadores, hay que tener en cuenta diversos criterios.

La medición exacta en aplicaciones higiénicas

El sistema con flotadores ofrece claras ventajas por ejemplo en fermentadores. El proceso de fermentación genera espuma, debido a la operación de agitadores, que pueden confundir otros sistemas, por ejemplo un radar. Un flotador de peso adecuado garantiza una posición sobre la superficie del medio y garantiza una medición exacta del nivel. Las versiones especiales que cumplen los requisitos de la industria farmacéutica y alimentaria ofrecen un diseño de fácil limpieza y permiten un proceso CIP (Clean in Place) o SIP (Sterilization in Place). Estos diseños están fabricados sin espacios muertos, con materiales de rugosidades mínimas y cumplen los estándares del sector.

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Transmisor de nivel y de medición tipo FFG.

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Instrumentos WIKA, S.A.U.

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