Resolución de Problemas en Pesaje por Lotes

1. Introducción: importancia del pesaje de sólidos

Muchos procesos de sólidos a granel incluyen una o varias etapas de pesaje. Esto es especialmente cierto en un proceso de mezcla en seco , donde varios componentes deben ser pesados para alcanzar una composición deseable para el cliente, el producto y la normativa aplicable.

Problemas de pesaje pueden generar rápidamente pérdidas para las empresas: pérdidas de ingredientes (por ejemplo, por sobredosificación), pérdidas de producto final (si la composición no es conforme), pérdidas en productividad (si el pesaje tarda mucho más de lo esperado). Los ingenieros deben, ocasionalmente, realizar una resolución de problemas en un sistema de pesaje por lotes (que puede ser por Ganancia de Peso, Pérdida de Peso, o una combinación de ambas tecnologías) para resolver problemas de exactitud o velocidad en el pesaje.

Figura 1: ejemplo de sistema de pesaje por lotes con dosificación por pérdida de peso (izquierda) y por ganancia de peso (derecha)

2. Problemas de exactitud en el pesaje

¿Cómo resolver problemas de exactitud en el pesaje?

La exactitud de un sistema de pesaje es en realidad bastante compleja, ya que incluye variabilidades provenientes de las celdas de carga mismas y del tolva de pesaje. Para relacionarlo con problemas industriales, lo que se designa aquí como problema de exactitud es la discrepancia entre el ajuste de un peso de dosificación en el sistema de control y el peso real obtenido (sobredosis o infradosis). A partir de esto, hay 2 casos posibles: o bien es posible detectar que la dosificación no es exacta porque el sistema emite una alarma, o el sistema de dosificación "considera" que el pesaje fue exacto, pero en realidad no lo es.

El caso en el que los problemas de pesaje pasan desapercibidos porque el sistema de control "registra" la dosificación como correcta es el más difícil de abordar. A veces, los problemas de dosificación se detectan mucho más adelante en el flujo del proceso, e incluso en el cliente. Sin embargo, es posible actuar en términos de prevención y detección:

• Prevención: el equipo sobre las celdas de carga (típicamente una tolva) debe verificarse periódicamente utilizando pesos calibrados. Por ejemplo, al inicio de cada turno, el operador coloca una masa definida sobre la tolva; solo si la indicación de las celdas de carga es correcta, el proceso puede iniciar. Gran parte de esta prevención se basa en Procedimientos Operativos Estándar (SOPs), que cada vez más se integran en sistemas informáticos para asegurar su aplicación.

• Detección: es necesario controlar las celdas de carga de dosificación mediante otros métodos, por ejemplo, realizando un balance de masa en el consumo de materiales. Sin embargo, este método solo es eficiente para detectar variaciones relativamente grandes.

Cuando el sistema de control detecta que la dosificación está fuera de tolerancia, se pueden verificar los siguientes aspectos:

• Comience verificando la tolva de pesaje con pesos calibrados, especialmente si no se ha hecho en mucho tiempo
• Revise todas las conexiones flexibles: en las tuberías de proceso, pero también en cables eléctricos y neumáticos, para asegurarse de que no empujen o tironeen de la tolva de pesaje
• Verifique los filtros : un problema de presión puede influir en el peso, pero también perturbar el flujo de materiales
• Confirme que los parámetros de dosificación no hayan sido modificados
• Asegúrese de que el material fluya libremente hacia el equipo de dosificación
• Verifique que no haya fluidización excesiva del polvo, lo que podría hacer que fluya demasiado "casi como un líquido" y genere sobredosificación.
• Evalúe la adecuación del diseño del equipo de dosificación

3. Problemas de velocidad en el pesaje (tiempo de ciclo demasiado largo)

¿Cómo resolver problemas de velocidad en la dosificación?

Además de no alcanzar el objetivo de dosificación, otro problema que puede afectar a una instalación con un sistema de pesaje por lotes de sólidos a granel es demorar demasiado en realizar el pesaje dentro de los márgenes de exactitud. Una dosificación lenta afecta entonces el tiempo de ciclo del sistema de dosificación por lotes y, a su vez, la productividad y rentabilidad de la línea. Los operadores de la instalación deben, por lo tanto, dosificar siempre lo más rápido posible dentro de las tolerancias de pesaje. Estas son algunas causas típicas de un sistema de dosificación que tarda demasiado en pesar:

• Parámetros de dosificación incorrectos. La mayoría de los sistemas de dosificación por lotes siguen un patrón de 2 velocidades: dosificar lo más rápido posible y luego cambiar a dosificación fina al acercarse al objetivo. Si el cambio a dosificación fina es demasiado temprano (demasiado material restante por dosificar) o si la velocidad de dosificación (tanto gruesa como fina) es demasiado baja, el tiempo de dosificación puede verse fuertemente afectado. Revise los parámetros de dosificación y modifíquelos si son demasiado conservadores. Esto puede requerir también volver a verificar la exactitud.
• Mal flujo de materiales. La velocidad de dosificación será rápida si el instrumento de dosificación, por ejemplo un transportador de tornillo, puede llenarse con material. Verifique que el flujo de sólidos en la tolva de alimentación sea adecuado; si es necesario, reajuste o agregue ayudas de descarga.
• Equipo de dosificación subdimensionado (por ejemplo, un transportador de tornillo). Esto puede ocurrir, por ejemplo, al dosificar un material con menor densidad. El equipo de dosificación debe suministrar volúmenes mayores para alcanzar el mismo resultado en masa, lo que puede evidenciar que está subdimensionado, requiriendo su reemplazo (sin olvidar la exactitud; tampoco debe sobredimensionarse).