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INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL Sensores ultrasónicos, una solución 4.0 para el monitoreo de tanques

El monitoreo inalámbrico permite desarrollar aplicaciones de seguimiento a distancia de gran utilidad, tanto para áreas de difícil acceso como en operaciones que pueden ser de alto riesgo. La tecnología digital no deja de aportar beneficios a las plataformas de control e instrumentación.

Aunque el uso de sensores dentro de procesos de fabricación industrial no es nuevo, la adopción de tecnologías como el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) o los sistemas ciberfísicos han provocado que estos dispositivos de detección y monitoreo se conviertan en pieza clave para la automatización de fábricas de los más diversos sectores industriales.  

El Internet Industrial de las Cosas (IIoT), que permite la conexión de dispositivos para comunicarse entre ellos o con otros dispositivos centralizados; o los sistemas ciberfísicos, entendidos como dispositivos con capacidades computacionales de almacenamiento y de comunicación capaces de controlar uno o más procesos físicos, han provocado la evolución de los sensores utilizados, por ejemplo, para medir variables como la temperatura, presión o nivel de flujo en máquinas, u otras más de carácter mecánico, como el número de ciclos, rotación o posición en procesos de maquinado; e incluso variables medioambientales como humedad o dirección del viento, en fábricas o líneas de producción.

Otra de las áreas que ha evolucionado a la par de los sensores, es el de la robótica industrial, pues podría decirse que estos sensores de detección se han convertido en los “ojos” de los robots. Sin duda, uno de los grandes retos para la colaboración humano-robot dentro de las fábricas es el de la seguridad del personal y, en este tema, los sensores se han convertido en parte de la solución, pues gracias a ellos se puede controlar la fuerza y la velocidad de movimiento de los manipuladores programables.

Monitoreo remoto
No existe fábrica inteligente sin monitoreo remoto. Al igual que con el mantenimiento predictivo y la optimización de procesos, el monitoreo remoto a través de sensores se ha convertido en un eslabón clave de la evolución de las plantas industriales.

El monitoreo a distancia de máquinas aumenta el rendimiento de los procesos productivos y lo hace, además, sin la necesidad de que el encargado (normalmente operadores) tenga que estar físicamente presente en la estación de trabajo, todo el tiempo.

Además del monitoreo de máquinas, existen múltiples casos en los que los sensores resuelven problemas de manera remota, rápida y eficiente.

Por ejemplo, los sensores ultrasónicos han hecho posible la medición de niveles de fluidos en tanques utilizados en fábricas, de forma remota.

Un sensor ultrasónico mide la distancia entre el objeto escogido y el mismo dispositivo, valiéndose de, como su nombre lo indica, ondas ultrasónicas, lo que los hace ideales para aplicaciones en las que se necesitan soluciones sin contacto. Como otro tipo de sensores, los sensores ultrasónicos han evolucionado y actualmente hay dispositivos de este tipo que son inmunes al color, la reflectividad o la transparencia del objetivo y no se ven afectados por las condiciones de luz.

Los sensores ultrasónicos son una tecnología ideal para la medición de tanques, pues estos recipientes, también llamados contenedores, muchas veces contienen productos cáusticos o que simplemente no se pueden tocar, pues se contaminarían, lo que elimina la posibilidad de utilizar sensores cableados. 

Otra de las ventajas de los sensores ultrasónicos para monitoreo inalámbrico es la extracción de datos en tiempo real, lo que mejora la eficiencia de los procesos. Concretamente, la configuración de estos dispositivos para la generación de alertas ante posibles cambios no deseados en los niveles de sustancias minimiza el riesgo de desarrollar situaciones más graves.  

Entre la gran variedad de sensores ultrasónicos para aplicaciones industriales que actualmente se pueden adquirir, se encuentra el Sensor Ultrasónico Inalámbrico: Serie K50U, del fabricante BANNER. De acuerdo con la compañía, este dispositivo es apto para una gran variedad de entornos y está diseñado para usarse “plug and play” (apto para su conexión a una computadora sin necesidad de configuración), con el nodo inalámbrico Q45U. Otra de las características del Serie K50U, es su rango de detección de 3 m y una zona muerta de 300 mm, o un rango de detección de 1 m y una zona muerta de 100 mm.

Existen también en México otros fabricantes o distribuidores que ofrecen este tipo de soluciones, como la empresa Desarrollos Digitales, que comercializa el sensor ultrasónico E4C-UDA Cylindrical Reflective, del fabricante OMRON. De acuerdo con la descripción del fabricante, este dispositivo es ideal para detectar objetos sin importar su nivel de transparencia, color o material.

Sin duda, el contar con estrategias de monitoreo de sustancias (como en el caso de los tanques) valiéndose de sensores ultrasónicos conectados a redes inalámbricas, es una solución de las nuevas fábricas inteligentes que no debería menospreciarse. Más aún si se considera que los datos arrojados por estos dispositivos son cada vez más precisos, además de que se puede acceder a ellos desde cualquier lugar y sin importar el horario.

La adopción de nuevas tecnologías vinculadas a la denominada industria 4.0, como el IIoT, la computación de la nube, la inteligencia artificial, la manufactura aditiva o la creación de gemelos digitales (réplicas virtuales de procesos), entre otras, seguirán labrando el rumbo de los nuevos procesos productivos industriales, y contrario a lo que se cree, no siempre es necesario invertir grandes sumas de dinero para la actualización y automatización de procesos. Ejemplo de esto es la adopción de sensores ultrasónicos para monitoreo inalámbrico.  

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