Mejor control y generación de informes para las operaciones de sustratos y mezclas de tierra

Las pruebas de muestra desempeñan una función importante en el control de calidad de la fabricación de sustratos y mezclas de tierra, y las técnicas mejoradas de control de procesos representan los desarrollos más recientes en esta industria. Estos nuevos desarrollos se encuentran en el uso de dispositivos sofisticados para medir volumen, humedad, masa y densidad. Cuando se incorporan en los sistemas de gestión más actualizados, estas técnicas mejoradas garantizan productos finales uniformes y de alta calidad.

Ya sea que considere mejorar un sistema de control de calidad existente o comprar un sistema nuevo, es útil comprender mejor lo que hacen estos dispositivos.

Sistema de gestión

El componente principal del control de calidad es su sistema de gestión. Sin un sistema de gestión, la mayoría de los dispositivos utilizados en toda la línea de procesamiento no son óptimamente eficientes y no se pueden monitorear adecuadamente. El sistema de gestión estándar es una pantalla táctil gráfica, mientras que la gestión de alto nivel se proporciona mediante un sistema de Control de supervisión y adquisición de datos (SCADA, por sus siglas en inglés) en una computadora de escritorio. Un buen sistema SCADA:

• Proporcionará una imagen integral y precisa de la operación
• Reagrupará los datos de producción de distintos equipos y dispositivos de control
• Mostrará los datos de producción rápidamente con gráficos simples
• Adquirirá y facilitará el análisis de los datos de producción
• Monitoreará y almacenará las fallas y alarmas para su análisis

Las versiones de SCADA más tecnológicamente avanzadas le permiten calcular la eficacia general de los equipos (OEE, por sus siglas en inglés), con el uso de imágenes en 3D para proporcionar evaluaciones integrales y precisas en tiempo real del proceso de control de calidad, e indicadores de color que muestran el estado de los equipos individuales a lo largo de la línea.

Dosificación gravimétrica

El dispositivo de control que se ha utilizado durante el mayor tiempo es, probablemente, la unidad de dosificación gravimétrica (es decir, medición del peso) para fertilizantes y aditivos. Común en otras industrias durante varias décadas, se volvió ampliamente usado en la producción de sustratos y mezclas de tierra durante los últimos 10 a 15 años. Este dispositivo viene en distintas configuraciones: vibratoria, de tornillo y de correa, siendo esta última la más adecuada para esta industria. Las unidades más tecnológicamente avanzadas tienen la capacidad de recibir alimentación directamente desde un saco de productos a granel durante el procesamiento, como la unidad de dosificación volumétrica ampliamente usada.

Sin embargo, una unidad de dosificación gravimétrica tiene la ventaja de ser más precisa que su contraparte volumétrica. Esta precisión viene del anterior control de bucle cerrado, el que constantemente ajusta la salida para coincidir con la cantidad deseada; cuando está equipado con una puerta ajustable, tiene el margen de flujo más ancho posible. Por consiguiente, la cantidad de material que descarga es más precisa que lo que descarga la unidad de dosificación volumétrica y mejora la gestión de existencias de fertilizantes y aditivos.

Medición de volumen

Otro dispositivo de control es la báscula de correa, que se usa en la industria de áridos para medir la cantidad de material a granel que pasa por los transportadores, generalmente expresado en toneladas por hora. Ya que el material que se usa en los sustratos y mezclas de tierra es de menor densidad que los áridos, las básculas de correa no son muy precisas para la producción de estas mezclas. Esto se debe a que la tensión de la correa y la variación de la alineación de la correa tienen poca influencia en la medición de materiales densos como los áridos, pero introducen un gran margen de error en la medición de materiales livianos. Si se usará una báscula de correa, todo el transportador se debe montar en una báscula para eliminar las fuerzas no deseadas, con el fin de obtener mediciones precisas.

La manera más precisa de medir el flujo de material pesado es usar sensores láser de volumen. En lugar de medir peso, estos sensores miden el perfil del material a medida que pasa por una correa transportadora. Ya que la industria de sustratos y mezcla de tierra está acostumbrada a medir por volumen, los operadores de equipos comprenden e integran fácilmente los sensores láser de volumen. La detección láser de volumen también se puede usar para controlar el punto de referencia de la unidad de dosificación gravimétrica mediante la medición de la velocidad de flujo del material a granel entrante. La medición de flujo se usa en muchas aplicaciones, desde el control de tolvas de alimentación, asegurar el flujo uniforme de materias primas, hasta la medición de la cantidad del material producido para inventario.

Control de la humedad

El control de la humedad es otra área que avanza a través del uso de componentes especializados. Se están reemplazando los ajustes tradicionales de válvula de bola y de tubería perforada con servo válvulas y medidores de flujo sofisticados acoplados a sensores, los que logran un nivel preciso y respetable de humedad en el material que se procesa.

Medición de densidad

Por último, pero no menos importante, la densidad es una característica importante de los sustratos y las mezclas, especialmente en Europa. Se puede referir al nivel de humedad y se puede usar para establecer el volumen de material que se vende a granel. Hay varias maneras de determinarlo. Una es emparejar un sensor láser de volumen con un transportador en un sistema de pesaje, como se describe más arriba, en “Medición de volumen”.

Cuando un sensor láser de volumen se coloca adecuadamente como un dispositivo en la línea, tiene la ventaja de ser capaz de manejar varias tareas. Por ejemplo, puede controlar simultáneamente el nivel de humedad y la entrada de material, mientras evalúa la densidad. El segundo tipo de medición de densidad se realiza mediante una unidad de toma de muestras, la que se compone de un contenedor de peso conocido en celdas de carga, más un dispositivo de toma de muestras (generalmente, un transportador de captación o una placa móvil). Una vez que se ha agregado al contenedor el material del que se debe determinar la densidad, la unidad de toma de muestras indica la densidad del material agregado. A diferencia del sensor láser de volumen multitarea, una unidad de toma de muestra se puede usar solo para la medición de densidad. Otro método para determinar la densidad utiliza un sensor radioactivo. Cuando el material que pasa frente a este sensor es uniforme en cantidad y composición, el sensor es capaz de indicar la densidad del material. Sin embargo, ya que los sustratos y las mezclas generalmente incluyen distintos materiales de base (turba, compost, tierra, etc.), las lecturas de densidad de los sensores radioactivos son algo variables. Además, los sensores radioactivos necesitan aprobación gubernamental especial y son costosos para poseerlos y desecharlos, lo que los hace poco ideales para esta industria.

Autor: Julien Dubé – Ingeniero de programación de automatización