27 Mar CONTROL E INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL. CONCEPTOS BÁSICOS

La automatización y el control industrial permite monitorizar procesos completos, etapas de proceso o equipos en particular mediante el uso de diferentes tecnologías, lo que permite un funcionamiento de forma automática reduciendo la intervención humana. Esto permite, a su vez, optimizar el proceso y reducir costes de producción.

Actualmente, el mantenimiento de los dispositivos de control resulta de vital importancia en cualquier proceso. En el presente artículo, se exponen algunos sistemas de control típicos en todo proceso industrial. Además, se detallan algunas nociones básicas sobre la instrumentación utilizada en dichos sistemas.

Sistemas de control típicos

Control de nivel

El control del nivel de una fase contenida en un equipo es importante cuando se trata, por ejemplo, de equipos de almacenamiento o etapas de proceso en reactores y mezcladores. Normalmente, el sistema de control de este parámetro suele incorporarse en el diseño del equipo. En la Figura 1.a se muestra una disposición típica de control de nivel en una columna, donde la válvula de control está colocada en la línea de descarga de la bomba.

Control de presión

El control de presión es necesario en equipos que trabajan con vapores o gases. Un elemento fundamental en este tipo de sistemas de control es la válvula de venteo (Figura 1.b). En este caso, es importante tener en cuenta la naturaleza de los productos que componen el proceso en cuestión. Si se trata de sustancias tóxicas, el venteo debe ir conectado a un sistema de recuperación que impida la liberación al exterior de dichas sustancias.

Control del caudal

El control del caudal está asociado a los balances de materia de un proceso, donde dicho control se lleva a cabo, usualmente, mediante el ajuste de controladores de caudal localizados en las corrientes de alimentación (Figura 1.c). Casos concretos de este tipo de sistema de control son el control de caudal de una corriente sólida (difícil de cambiar rápidamente) o el control de caudal de corrientes pequeñas, que se lleva a cabo mediante bombas dosificadoras.

Figura 1. a) Control de nivel. b) Control de presión por ventilación directa. c) Control del caudal para una bomba centrífuga. Diseño en Ingeniería Química. Ray Sinnott & Gavin Towler. Editorial Reverté.

Instrumentación

Los instrumentos están previstos para controlar las variables del proceso durante la producción. La instrumentación necesaria puede ir incorporada en los propios sistemas de control automático o ser utilizada de forma manual. Normalmente, los instrumentos suelen ir conectados a un ordenador de control y permiten crear un registro de datos. En el caso de variables críticas de proceso, los instrumentos están equipados con alarmas automáticas que avisan de situaciones críticas o peligrosas que puedan poner en riesgo la integridad física de los operarios. Periódicamente se publican revisiones de los instrumentos de procesos en revistas como Chemical Engineering y Hydrocarbon Proccesing.

Objetivos de control

A continuación, se enumeran los objetivos principales que se deben tener en cuenta conjuntamente a la hora de seleccionar la instrumentación y los sistemas de control adecuados:

1. La operación en una planta segura:
   • Mantener las variables del proceso dentro de unos límites de operación seguros conocidos.
   • Detectar situaciones peligrosas a medida que se desarrollen y prever alarmas y sistemas de apagado automático.
   • Proporcionar los vínculos y alarmas para prevenir procedimientos de operación peligrosos.
2. Caudal de producción: alcanzar la salida del producto de diseño.
3. Calidad del producto: mantener la composición del producto dentro de los estándares de calidad especificados.
4. Coste: operar a coste de producción mínimo, en consonancia con los otros objetivos.
5. Estabilidad: mantener la operación de la planta automática estacionaria con una intervención mínima del operario.

Instrumentos y medidores principales

La siguiente tabla muestra algunos de los tipos de medidores en las principales operaciones de control llevadas a cabo en procesos productivos: