Medición de nivel en el tratamiento de agua: guía práctica

Medición de nivel en el tratamiento de agua y aguas residuales: cuatro tareas, cuatro sensores

Las plantas de tratamiento de agua y aguas residuales necesitan mediciones diferentes: nivel en pozos de bombeo, carga hidráulica en canales abiertos, nivel de líquido en digestores y posición del manto de lodos. Un sensor elegido para una tarea puede no medir la magnitud necesaria para otra. Defina la medición y sus consecuencias para el control antes de elegir radar, ultrasonidos, presión hidrostática o un instrumento de interfaz.

Cuatro funciones con distintos criterios de aceptación

El radar puede resultar útil cuando el acceso a un sensor sumergido es difícil. Un dispositivo hidrostático puede ser adecuado cuando la densidad del líquido es predecible y se puede mantener un diafragma compatible. El rendimiento ultrasónico depende de la trayectoria acústica y de las condiciones del gas. Ninguno de estos principios elimina la necesidad de una evaluación del sitio.

Control de bombas en pozos de bombeo: distinga un fallo de un nivel de agua alto

Los niveles de arranque y parada de las bombas dependen del volumen de almacenamiento, el caudal de entrada, la capacidad de bombeo, el número de arranques permitido, la sumergencia mínima y los límites de funcionamiento del fabricante. Un porcentaje fijo de la profundidad del pozo no es una regla de diseño. Deje suficiente separación entre niveles para evitar ciclos rápidos sin perder la capacidad de reserva necesaria.

Un fallo del transmisor debe distinguirse de una lectura real de nivel alto. Una corriente de fallo por encima del rango no debe interpretarse automáticamente como una orden de arranque de la bomba. A la inversa, detener todas las bombas al perder la señal puede provocar una inundación. La respuesta debe definirse en la evaluación de riesgos y la lógica de causa y efecto de la estación.

Pruebe la protección contra nivel bajo y funcionamiento en seco, las alarmas de nivel alto, la conmutación entre bomba principal y de reserva, el restablecimiento de la alimentación y los fallos de comunicación. Prevea protección independiente cuando lo exija el riesgo evaluado. El enlace de supervisión remota no debe ser la única vía para ejecutar una acción de protección local crítica.

El caudal en canal abierto necesita una referencia hidráulica

Un radar mide la distancia al agua, no el caudal directamente. Un canal aforador o un vertedero convierte la carga hidráulica medida en caudal mediante su curva aprobada y el punto de medición especificado. Antes de introducir una curva de conversión, confirme las dimensiones, la referencia de la cresta o de la garganta, las condiciones de aproximación y la sumergencia admisible.

Para una relación de potencia Q = C h^n, una pequeña incertidumbre de carga hidráulica aporta al resultado de caudal aproximadamente n veces la incertidumbre relativa de esa carga. Como ejemplo matemático, con n = 1.5, una incertidumbre de 5 mm a h = 0.30 m aporta aproximadamente un 2.5% de incertidumbre relativa al caudal, antes de considerar otros errores. Estos valores supuestos no son una calibración de un canal aforador concreto.

El remanso, los sedimentos, un cero incorrecto o una medición en el lugar equivocado pueden dominar el error. Un pozo de tranquilización bien diseñado y conectado hidráulicamente puede ser válido; no está prohibido por principio. Verifique que el nivel en el sensor representa la carga utilizada en la calibración de la estructura.

Gas del digestor, espuma y compatibilidad química

Los digestores cubiertos pueden contener gases inflamables o corrosivos. Utilice la clasificación de áreas peligrosas de la instalación para especificar el instrumento y su montaje completos. La seguridad intrínseca y la protección antideflagrante son conceptos distintos, cada uno con requisitos propios. El certificado, las barreras cuando correspondan, las entradas de cable y los límites de temperatura deben ajustarse al diseño.

La condensación y la espuma pueden afectar al seguimiento del radar. Registre si el sistema de control necesita medir el nivel del líquido bajo la espuma, la superficie de la espuma o ambos. No suponga que un radar de superficie convencional mide el manto de lodos bajo una capa de agua.

Para los tanques de dosificación y de productos químicos, obtenga la concentración y la temperatura reales del producto. No se puede declarar que el acero inoxidable o un polímero concreto sean adecuados para todos los ácidos, álcalis u oxidantes. Incluya los materiales del diafragma, el cable, los sellos y la conexión en la verificación de compatibilidad.

Montaje y puesta en marcha

Instale el sensor lejos del chorro de entrada y de las zonas de turbulencia intensa. Compruebe el haz al nivel mínimo de funcionamiento, donde su huella suele ser mayor, y en el límite de nivel alto junto a la antena. Tenga en cuenta los peldaños, soportes, cadenas de bombas y cables que pueden producir ecos que compitan con el de la superficie.

Tienda los cables y conecte sus pantallas según el diseño aprobado del instrumento y de compatibilidad electromagnética (EMC). Establezca el intervalo de mantenimiento según la velocidad de acumulación observada y las consecuencias del fallo, no mediante un calendario trimestral universal.

Envíe a METRAVON el plano del pozo o del canal, el rango de medición, los requisitos de control, la exposición química y la clasificación eléctrica. Para la medición de caudal, incluya el tipo de estructura hidráulica y sus datos de calibración.

Preguntas frecuentes

¿Es siempre mejor el radar que el ultrasonido en aguas residuales?

No. El radar evita los efectos de las variaciones de la velocidad del sonido, pero la espuma, los depósitos y la geometría pueden limitar su rendimiento. Compare ambas tecnologías teniendo en cuenta las condiciones reales de funcionamiento y el acceso para mantenimiento.

¿Deben arrancar las bombas cuando falla el transmisor de nivel?

No existe una respuesta universal. El diseño de la estación debe equilibrar los riesgos de inundación y funcionamiento en seco, distinguir fallas de lecturas válidas y utilizar las protecciones independientes requeridas.

¿Puede un radar medir el caudal en un canal?

Puede proporcionar el nivel de agua necesario para aplicar la curva de caudal aprobada de un canal aforador o vertedero. El punto de medición de la carga hidráulica, la cota de referencia y las condiciones hidráulicas deben ser correctos para calcular el caudal.

¿Detectará el radar de superficie el manto de lodos?

Un radar de superficie ordinario generalmente mide la superficie superior del líquido o de la espuma. Una interfaz de sólidos sumergidos requiere una tecnología e instalación destinadas a esa medición.

¿Un digestor necesita siempre la misma protección contra explosiones?

No. La clasificación del sitio y la jurisdicción aplicable determinan la protección requerida, el grupo de gas, los límites de temperatura y las condiciones de instalación.

¿Cómo debe realizarse la aceptación de un sensor de sustitución?

Compruebe la referencia física, todo el rango de funcionamiento, el escalado del sistema, la secuencia de bombas, las alarmas y el comportamiento ante fallos. Conserve los ajustes y las lecturas de referencia como base de la puesta en servicio.

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