Cómo los Sistemas de 2 hilos Permiten Actualizaciones Costo–Efectivas en los Flujómetros Endress+Hauser

16 de Mayo de 2011.- La necesidad de reemplazar la instrumentación de control de procesos debido a fallas, falta de confiabilidad o alta mantención pueden justificar el costo del reemplazo aún en las condiciones económicas más duras. La medición puede ser crítica para la calidad, productividad o seguridad de un proceso de manufactura, y normalmente calificaría para gastos en mantención, reparación y operaciones, comúnmente abreviada como MRO (maintenance, repair and operations). Este artículo considera el potencial significativo de MRO que existe entre la base instalada de los antiguos flujómetros mecánicos, donde la tecnología de flujómetros existente fue alguna vez la mejor o la única solución para una aplicación en particular, pero ahora, por diferentes razones, ya no lo es.

Si consideramos el mercado de flujómetros y las tecnologías disponibles en la actualidad, podemos observar que se divide en dos partes. Una mitad está representada por las tecnologías que colectivamente dominaron el mercado hasta alrededor de la mitad del siglo pasado, tales como medidores del tipo de desplazamiento positivo (PD), turbina, área variable (VA o Rotámetro) y presión diferencial (DP). La otra mitad del mercado está representada por las tecnologías modernas de medidores electromagnéticos, vortex, másico-térmico, ultrasónico y Coriolis. Estas tecnologías, una a una, forjaron su propia participación en el mercado durante los últimos 60 años, a expensas de PD, turbina, VA y DP. Aunque se predice que los medidores DP mantendrán su participación en el mercado –principalmente porque los medidores que operan ese principio satisfacen ciertas aplicaciones– está claro que donde existen alternativas modernas, los medidores más viejos declinarán en popularidad. De hecho, la estadística indica colectivamente una tasa de crecimiento anual negativo que excede el 3 por ciento negativo.

Dado esto, es importante entender la razón detrás de esta tendencia y estar atentos a las opciones que existen cuando enfrentamos una situación MRO.      

Decisiones Difíciles en Tiempos Difíciles

Otra apreciación del potencial MRO se puede obtener de la consideración de los desafíos a que se ven enfrentados los fabricantes en las industrias de procesos, donde la utilidad operacional o incluso la sobrevivencia puede depender del mejoramiento de sus posiciones de costos. Si la calidad del producto o la productividad de una planta de proceso deben ser mejoradas, entonces una medición de flujo más confiable y preciso puede ser un componente clave. Paradas de planta programadas o no programadas pueden ser necesarias cuando, por ejemplo, un flujómetro requiere mantención, calibración o reemplazo total. Tales paradas de procesos pueden ser extremadamente costosas.Considere un proceso con flujo líquido de velocidad típica alrededor de 6.0 pies/segundo en una línea estándar Schedule 40 de dos pulgadas, dando un caudal de alrededor de 4.000 galones por hora.Si el producto en cuestión tiene un valor para su fabricante de USD$0.95 por galón, entonces la pérdida en ingresos podría ser de USD$3.800 por cada hora de proceso detenido. Más allá de las pérdidas en ingresos debido a la detención del proceso, existe el costo de mantención, de calibración, de reparación o de reemplazo de la medición en sí, y posiblemente implicaciones en el costo medioambiental debido a la desecho seguro de los productos riesgosos liberados de la línea de proceso durante la operación.

Considere también que durante la exploración de todas las formas posibles para reducir los costos, las empresas intentarán cambiar entre combustibles usados por, a modo de ejemplo, operaciones de calentamiento, de acuerdo con el costo y disponibilidad del combustible en el momento de la compra.Esto puede significar variaciones importantes en las propiedades del combustible, tales como la densidad y la viscosidad; por cierto la variación de la temperatura del fluido es una influencia relacionada. De este modo la tecnología de flujómetros antiguos muestra importante dependencia de las propiedades del fluido cuando se aplican las variaciones del fluido y produce un control de proceso pobre o incluso inseguro. Si tomamos el ejemplo del proceso financiero del párrafo anterior, tenemos ingresos de $3.800 por hora, por lo tanto para cada semana de producción que tenga cinco días de ocho horas, podemos ver que un error de medición de 1 por ciento representa $1.500 por semana, o $70.500 en un año de 47 semanas. Para tecnologías mecánicas antiguas, los errores de medición de 1 por ciento son modestos, y errores de 10 por ciento y más pueden resultar de cambios no compensados en las propiedades del fluido.

Consideremos las condiciones de instalación de un flujómetro en relación con MRO. Con la excepción tal vez del PD, las tecnologías antiguas se ven significativamente impactadas por la alteración del perfil del flujo. En los últimos cincuenta años, nuestro conocimiento ha avanzado significativamente en el área de las dinámicas de los fluidos, gracias a los vastos programas de investigación y al desarrollo de la tecnología de visualización, tal como CFD (Dinámica de Fluidos Computacional). Este avance en conocimiento nos ha permitido mejorar nuestro entendimiento de la conducta de la tecnología de flujómetros individuales en relación con las condiciones de la elemento líquido que fluye, y por lo tanto evalúa el impacto de las alteraciones, tales como la asimetría del perfil de velocidad o turbulencias, provocados por los componentes comunes de las tuberías, regularmente las válvulas, codos y bombas. Armados con este conocimiento, muchos operadores de plantas concientes de los graves déficits de las condiciones de instalación de los flujómetros antiguos, y algunas veces, por sólo esta razón, necesitan actualizar sus controles en las plantas de proceso con tecnología más confiable y precisa.

Ayudando a la Transición

Las tecnologías de flujómetros antiguas mencionadas tienen mayoritariamente una cosa en común: ellas funcionan como dispositivos de dos hilos utilizando solamente energía del lazo. Los medidores de flujo que operan con los principios de vortex y electromagnéticos han estado disponibles desde hace mucho tiempo como 2 hilos, alimentado por lazo por un tiempo considerable. Sin embargo, el primer flujómetro ultrasónico en línea 2 hilos o alimentado por lazo fue introducido en el mundo el año 2006, y el primer verdadero flujómetro Coriolis de 2 hilos, alimentado por lazo fue solamente introducido el verano de 2010. Las tecnologías Ultrasónica y Coriolis respectivamente son el número uno y dos en crecimiento del mercado de flujómetros. * Ellos brindan mayor confiabilidad operacional, ninguna parte móvil está expuesta al fluido del proceso, tienen un amplio rango operacional, independencia de las propiedades del fluido, una instalación simplificada de la tubería, y virtualmente una operación libre de mantención, por lo que se reducen costos propietarios.  

La Tecnología nos Hace Avanzar

Las tecnologías de flujo que funcionan con dispositivos de 2 hilos alimentadas por lazo, ofrecen la capacidad de modernización de una planta de proceso. El control costo-efectivo se transforma en un acceso mejorado de datos, visualización e interacción con instrumentación remota. Mediante el uso de 4-20mA HART es posible configurar la instrumentación de una planta completa desde un computador central. La visualización e interacción aumenta mediante el uso de los protocolos avanzados, Profibus y Foundation Fieldbus.

Las tecnologías ultrasónica y Coriolis proporcionan instrumentos de ingeniería con información vital auto–monitoreada. El formato de tal información es fácil de entender y de actuar cuando se presentan de acuerdo con pautas internacionales armonizadas para la administración en línea de los activos de una planta (por ejemplo, NAMUR). Mediante la especificación más precisa de sus señales, las tecnologías de flujómetros proporcionan un diagnóstico de medición más detallada e información relacionada con el proceso.

Donde una planta de proceso tenga una gran base instalada de tecnologías mecánicas más antiguas, la decisión de embarcarse en un programa de reemplazo hacia la modernización de una planta no se puede tomar fácilmente. Hay stocks de repuestos junto con los técnicos instrumentistas de la planta que deben ser entrenados. Para una planta de proceso que retiene tecnología antigua, avanzar será un riesgo; mantener una posición de costos para competir de modo efectivo en el mercado global es un desafío real.

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