¿Tiene problemas con los controles de nivel de su estación elevadora actual? Dwyer Instruments puede tener la solución rentable que necesita. En este artículo revisaremos varias estrategias de detección de nivel, las ventajas y inconvenientes de cada una, así como una opción que tal vez desee considerar para su próximo proyecto.
Conceptos básicos de las estaciones elevadoras
En un sistema «ideal» de recogida de aguas residuales por gravedad, las aguas residuales fluirían cuesta abajo desde su punto de origen en zonas residenciales o comerciales hasta su destino final en la planta de tratamiento. Debido a una serie de factores, como la distancia total, la topografía, la geología, la economía, etc., el diseño ideal de las tuberías no siempre es factible. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, las aguas residuales fluyen cuesta abajo hasta una estación elevadora donde se recogen y luego se bombean a una elevación más alta para comenzar de nuevo su recorrido cuesta abajo.
Las estaciones elevadoras suelen estar construidas con hormigón o fibra de vidrio e incluyen: bombas, raíles, cubierta de la estación, caja de válvulas, sensor de nivel y panel de control. Independientemente del método de construcción que se seleccione, el sensor de nivel es un componente extremadamente crítico, ya que proporciona la información necesaria para determinar cuándo se enciende y se apaga la bomba.
Controles de flotador
Este es el tipo más básico de configuración de control y detección de nivel que todavía se utiliza ampliamente en la actualidad. Estos sistemas consisten esencialmente en una serie de conmutadores de nivel de flotador con cable instalados en el pozo húmedo y un controlador de flotador para iniciar los relés de arranque del motor. El número de flotadores requeridos variará en función del número de bombas del pozo y de los puntos de alarma necesarios. Por lo general, se necesitarían dos conmutadores por bomba para los puntos de encendido y apagado de cada una, así como uno para la alarma alta o, posiblemente, para la alarma baja. Por lo tanto, en un sistema dúplex común, es probable que se necesiten al menos cinco conmutadores. Para ajustar los puntos de los conmutadores, se puede variar la profundidad a la que cuelgan en el pozo o instalar contrapesos que actúen como puntos de pivote.
Ventajas: Normalmente son económicos, dependiendo del número y tipo de flotadores, y su funcionamiento es así de sencillo.
Inconvenientes: Estos sistemas no proporcionan información continua sobre el nivel real del pozo. Los puntos de activación pueden ser difíciles de ajustar con precisión. Además, los flotadores pueden enredarse o cubrirse de grasa, lo que impide su activación y provoca llamadas de servicio no deseadas.
Sistemas de burbujeo
El nivel de líquido en una estación es relativo a la presión hidrostática medida en el fondo del pozo. Para medir esta presión, se puede bombear un volumen de aire constante a través de un tubo que se descarga en el fondo del pozo. Midiendo la presión dentro de ese tubo se puede determinar el nivel de las aguas residuales. Los sistemas de burbujeo consisten en un tubo burbujeador instalado en el pozo húmedo, un compresor de suministro de aire, un caudalímetro y un conmutador de presión o un transmisor de presión.
Ventaja: Coste inicial relativamente bajo; se puede utilizar para la monitorización continua o el control simple de encendido/apagado.
Inconveniente: Mantenimiento y costes operativos totales. Estos sistemas requieren una limpieza periódica del tubo burbujeador, que suele obstruirse, y los suministros mecánicos de aire se desgastan y deben sustituirse.
Monitorización continua
El mercado municipal tiende claramente hacia sistemas de control más sofisticados que puedan proporcionar información en tiempo real. Con el endurecimiento de las normativas sobre parámetros ambientales, esto permite que el tratamiento sea más preciso y eficiente, además de reducir el tiempo dedicado a la elaboración de informes y la resolución de problemas del sistema. Por estas razones, la monitorización continua del nivel de las estaciones elevadoras, especialmente en las estaciones más grandes y críticas, es cada vez más habitual. Estos sistemas suelen consistir en un sensor analógico en el pozo que envía una señal a un controlador autónomo o de tipo PLC para que la bomba se ponga en marcha y se detenga. Esta información se puede introducir en una red o RTU que la transmite a una planta central o a un sistema SCADA.
Transmisores ultrasónicos
Los sensores de nivel ultrasónicos proporcionan una salida analógica continua al rebotar ondas sonoras en la superficie del agua/aguas residuales.
Ventajas: Medición sin contacto, flexibilidad de salida escalable.
Inconvenientes: Los sensores ultrasónicos suelen ser una opción más cara y requieren más cuidado en su instalación para garantizar que no haya obstrucciones (es decir, tubos, cables, paredes, rieles, etc.) dentro del ángulo del cono que impidan el desplazamiento de la onda sonora. En muchas estaciones elevadoras simplemente no hay un buen lugar para montar el sensor y evitar estas obstrucciones. Además, la configuración inicial requiere más tiempo, ya que sus salidas suelen necesitar calibrarse para cada estación en función del lugar donde se monte el sensor. La espuma y la condensación también son problemas para esta tecnología, ya que la espuma produce lecturas de nivel falsas y la condensación en el cabezal del sensor puede eliminar la señal por completo. Por último, la mayoría de estos sensores no están diseñados para sumergirse, por lo que las estaciones inundadas los estropearían.
Transmisores de nivel sumergibles
Dwyer ofrece opciones para todas las estrategias mencionadas anteriormente; sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones se recomienda uno de nuestros transmisores de nivel sumergibles, como el applications recommend one of our submersible level transmitters like the PBLT2 y PBLTX, SBLT2 y SBLTX, MBLT y FBLT Serie. Una vez más, midiendo la presión hidrostática desde el fondo del pozo húmedo se puede determinar el nivel de líquido, en lugar de medir la presión a través de un tubo burbujeador, con transmisores de nivel sumergibles. Se puede colocar el sensor de presión en el punto de referencia dejándolo caer directamente en las aguas residuales. Estos proporcionarán entonces una salida analógica continua, normalmente de 4 a 20 mA, en relación con un rango de nivel fijo. Un tubo de ventilación integrado permite que el sensor compense automáticamente los cambios en la presión barométrica.
Ventajas: Muy competitivo en cuanto a costes iniciales y de funcionamiento. Los sumergibles también son fáciles de configurar y instalar... simplemente colóquelos y conecte los dos cables. ¡NO hay comas flotantes que se enreden, NO hay tubos que se obstruyan ni compresores que reemplazar, y NO hay problemas con la espuma o la condensación!
Inconvenientes: Algunos diseños requieren una limpieza periódica. Sin embargo, con los nuevos tipos de diafragma sensor grande, como el Dwyer PBLT2, los riesgos de obstrucción se eliminan prácticamente por completo.
¿Qué es un anemómetro y qué mide? Introducción a la medición de la velocidad del aire