Pesaje en silos y tolvas con celdas de carga

1. Pesaje en silos y tolvas con celdas de carga 1

2. Expectativas • Un sistema de pesaje sin ninguna sujeción mecánica, completamente soportado en celdas de carga en una base firme puede otorgar una precisión muy aproximada a la precisión dada en la hoja de especificación de la celda y su integrador, que por lo regular es de aproximadamente 0.05% ( 1 parte en 2000 ). • Un sistema de pesaje con sujeciones mecánicas instalado en las mismas condiciones mencionadas arriba puede otorgar una precisión de 0.1% (1 parte en 1000) 2

3. Consideraciones externas 3

4. Áreas generales de estudio • Estructural • Tubería • Agitadores / Vibración • Intemperie • Consideraciones ambientales • Selección de equipo • Exactitud y repetitividad del sistema 4

5. Estructural • Las estructuras están diseñadas típicamente para una deflexión de 1:300 • En un sistema de pesaje la estructura debe ser mas rígida para asegurar una deflexión uniforme entre los soportes que transmiten el peso a las celdas, 1:1000. • Se pueden instalar refuerzos adicionales para hacer mas rígida la estructura. • Se debe de evitar que existan estructuras o silos adyacentes que puedan transmitirle peso y provocar interferencia. • Se deben evitar deflexiones no equitativas. 5

6. 6

7. Estructural 7

8. Tubería • La deflexión de tubería conectada a una tolva introducirá fuerzas que serán medidas por las celdas de carga. Como eliminar este efecto : • Se debe aislar la tubería con coples y soportes flexibles. • Los coples flexibles son mas efectivos al usarse en planos horizontales, cuando se usan en vertical pueden ser rígidos por lo que debe tenerse cuidado. • Evite interacción con otras tolvas o tuberías. 8

9. Tubería 9

10. Tubería 10

11. Agitadores/Vibración • Una celda de carga medirá las fuerzas de vibración. • Es necesario revisar la existencia de agitadores/vibradores dentro o fuera de la tolva que puedan causar que la exactitud del sistema se vea afectada. Existen algunos tipos de celda que minimizan la afectación en este tipo de tolvas. • Si existe vibración significativa del suelo a causa de otros equipos la tolva debe ser aislada. 11

12. Intemperie 12

13. Intemperie • Las instalaciones en intemperie requieren de consideraciones especiales. Es necesario hacer las siguientes preguntas:- • Hasta que punto esta expuesta la tolva. • Carga de viento – requiere de protección especial debido a la zona. • Que tanta lluvia y/o nieve cae en el año. • Existe mucha diferencia de temperatura entre el día y la noche. • Existe actividad sísmica. • . 13

14. FOT FW = 0.63*Cd * A * V2 Donde Cd es el coeficiente de arrastre (0.8 para el cilindro) A = Área de cruce seccional V = Velocidad del miento en m/s FW = Fuerza horizontal del viento Tomando momentos de Y FOT * d = FW * l FOT = Fuerza de giro debido al viento. Entonces - FOT = (FW * l) / d Calculo de carga de viento FW l Y X d 14

15. Intemperie • En la selección de capacidad de una celda de carga siempre se debe considerar el siguiente factor :- • Capacidad de tolva + peso muerto x 1.25 • Dividir el resultado entre el numero de celdas y redondear a la capacidad mas próxima. 15

16. Consideraciones ambientales • Las celdas de carga, material de sus montajes de instalación, cableado e instalación eléctrica debe ser resistente a cualquier contaminación química esperada. • Es una área donde se requiere lavar? Se utilizan agentes químicos para la limpieza? • Es importante revisar los requerimientos de hermeticidad de las celdas y proteger las conexiones eléctricas de la misma forma. • Es área peligrosa – es importante revisar la clasificación del área y especificar el equipo e instalación eléctrica de acuerdo a ello. 16

17. Consideraciones ambientales • Existe riesgo de impacto – existen áreas de mucho trafico en donde el equipo puede sufrir impacto; es importante concientizar al cliente de tomar medidas al respecto ya que sobre dimensionar las celdas para evitar un daño no es una buena alternativa. • La temperatura es extrema – si es así, es necesario instalar aislamiento de protección. Usualmente se requiere de instalar colchoneta térmica y pantallas de lamina. • Es necesario aplicar soldadura cerca de las celdas – en necesario evitar en lo posible que se hagan trabajos de soldadura una vez que la celda ya esta instalada. Las altas corrientes circulando a través de la celda pueden ocasionar sobrecalentamiento en el elemento dañando la misma. 17

18. Selección • Una o cualquier cantidad de celdas pueden ser usadas en teoría para soportar una tolva. Es necesario considerar los siguientes factores:- • El diseño mecánico y configuración de la tolva. • La estabilidad de la tolva • La capacidad de la tolva y la precisión deseada – completamente soportada en celdas o pivoteada/celdas falsas. • El efecto de las fuerzas no deseadas causadas por agitadores o motores. • El tipo de celda para rechazar ciertas fuerzas. • Certificación de las celdas 18

19. Selección • Las configuraciones típicas son de 3 o 4 celdas por tolva. • Una instalación de 3 celdas es mas sencilla para nivelar las cargas. • La instalación de 4 es probable que requiera de lainas para nivelar las cargas – sin embargo, este arreglo es 22% mas estable cuando existe viento presente haciéndola mas efectiva para intemperie. • Para instalaciones pivoteadas / celdas falsas utilice 1 celda real y dos falsas o 2 celdas reales y 2 falsas respectivamente solo si la aplicación es solo para medición de nivel. El efecto en la precisión del sistema es dramático, el mejor resultado que se podría obtener es de 0.5-1% asumiendo que se trata de nivel de líquidos; en sólidos a granel difícilmente se alcanzara esta precisión. 19

20. Selección Configuración de tolvas de 3 soportes O O Celdas de carga en todos los soportes Sistema pivoteado/celdas falsas 20

21. Selección Configuración de tolvas de 4 soportes O O Sistema pivoteado/celdas falsas Celdas de carga en todos los soportes 21

22. Precisión • Precisión – La habilidad de un sistema de desempeñar funciones de medición dentro de un margen aceptable o deseable de tolerancia. • La precisión de un sistema se expresa usualmente como +/- con respecto a la salida nominal – típicamente 0.1% en un sistema completo. • RO es la capacidad de carga de una tolva. • Repetitividad – La capacidad que tiene un sistema de mostrar el mismo valor cuando se aplica el mismo peso repetidamente bajo las mismas condiciones. – usualmente 0.01% RO (10 veces superior) 22

23. Precisión • Siempre se debe recordar que un sistema será tan preciso como precisa sea su calibración. 23

24. Precisión Vs. Repetitividad • No confunda precisión con repetitividad. El valor de la repetitividad siempre excederá la precisión del sistema. • La repetitividad es la característica mas importante de un sistema de pesaje. • Un sistema de pesaje en el que se a puesto extrema atención a la instalación mecánica y calidad de las celdas producirá excelentes resultados de repetitividad. • Una instalación mecánica deficiente dará como resultado un sistema deficiente no importando la calidad del equipo instalado. La atención en esta área es la clave del éxito. 24

25. Sumario • Las aplicaciones de pesaje industrial crean muchas preguntas. Se obtendrán excelentes resultados siempre que estas preguntas sean hechas y se obtengan respuestas al respecto. • NO es tan difícil como se puede imaginar, la experiencia y los equipos correctos aseguraran una solución eficiente. • Recuerda :- • Master Control es tu aliado para apoyarte a alcanzar los mejores resultados! 25