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• Ángel Motta Medina

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6.20.3.5 DISPOSITIVOS DE CONTROL E INSTRUMENTACION

6.20.3.5.1.2 ¿De que consta?

6.20.3.5.1 SENSOR DE NIVEL ULTRASONICO

Un sensor de nivel ultrasónico consta:

6.20.3.5.1.1 ¿Qué es?

 De tecnología con radar mediante el uso de microondas del tipo FMCW (Onda continua de frecuencia modulada).  De un sensor que emite ondas hacia la superficie del material el cual refleja la onda de regreso al sensor.  Un receptor que evalúa la diferencia de fase entre ambas ondas enviando el resultado al procesador.  Un procesador que analiza la diferencia de fase, determinando la distancia a la superficie del producto.

Es un sensor que reconoce la distancia entre el extremo inferior del sensor y el fondo del depósito, el instrumento puede calcular el nivel de llenado; igualmente, si se conoce la geometría del depósito, puede calcularse el volumen de fluido contenido en el mismo. Además que opera bajo emisión y recepción de ultrasonidos o sonidos de alta frecuencia.

Diagrama N° 001 Esquema de conjunto de sensor ultrasónico. Figura N° 001 Sensor de ultrasonido.

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6.20.3.5.1.3

¿Cómo funciona?

Estos sensores miden el tiempo empleado por el sonido en su trayecto desde un emisor hasta un receptor, este instrumento tiene un emisor que proporciona breves impulsos sónicos. Estos impulsos son reflejados por la superficie del material en el recipiente y llegan de nuevo al emisor, que actúa ahora como receptor. El tiempo transcurrido es una medida de la distancia entre el material y el emisor-receptor. Un convertidor electrónico proporciona la medida del nivel. El instrumento puede incluir un sensor de temperatura para compensar los cambios en la temperatura del aire. 6.20.3.5.2

TRANSMISOR DE PRESION DIFERENCIAL

6.20.3.5.2.1

¿Qué es?

Es un equipo que nos permite medir la diferencia entre dos presiones distintas de los flujos a medir. Ejemplo: Si:

PD = P1 - P2

Donde:

PD = Presión diferencial P1 = Presión 1 P2 = Presión 2

Figura N° 002 Transmisor de presión diferencial.

6.20.3.5.2.2

¿De que consta?

Este equipo consta de dos puntos de presión (ALTO y BAJO), de donde un transmisor procesa y visualiza el valor de la presión diferencial obtenida.

6.20.3.6.2.3

¿Cómo funciona?

Una vez que el transmisor recibe las presiones por las tomas de presión (ALTO y BAJO) la pantalla del instrumento nos mostrara un valor de presión que es calculada electrónicamente por el mismo. El medidor de presión diferencial, presenta tomas de presión que se conectan para recibir las presiones de los flujos a medir. La alta presión va a la toma ALTA, la baja a la toma BAJA. El transmisor mide ambas presiones y calcula la diferencia, y la visualiza en la pantalla y/o transmite hacia un dispositivo de control.

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Figura N° 004 RTD’s

Figura N° 003 Montaje de medidor de presión diferencial.

6.20.3.5.3

RTD’s

6.20.3.5.3.1 ¿Qué es?

6.20.3.5.3.2

¿De que consta?

Este presenta un elemento que consiste en un arrollamiento muy fino de platino bobinado entre capas de material aislante y protegido por un revestimiento cerámico.

Los detectores de temperatura resistivos (RTD – Detector de temperatura por resistencia), son sensores de temperatura basados en la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. Presentan una variación lineal con coeficiente de temperatura positivo.

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Características técnicas RTD  Tipo de sensor: Resistencia de platino 100Ω a 0°C  Rango de t° Operativo: 0-400°C  Material del cuerpo: Incomel 600  Exactitud: 0.5°C  Conexión: 3 cables (RTD, RTD, compensación). 6.20.3.5.4 6.20.3.5.4.1

Figura N° 005 Partes de RTD

6.20.3.5.3.3

INTERRUPTOR DE FINAL DE CARRERA (LIMIT SWITCH) ¿Qué es?

Los finales de carrera o sensor de contacto son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, pues con el objetivo de enviar señales que pueden modificar el estado de un circuito.

¿Cómo funciona?

El sensor PT-100 es un sensor de temperatura que basa su funcionamiento en la variación de resistencia a cambios de temperatura del medio. El material que forma el conductor (platino), posee un coeficiente de temperatura de resistencia α, el cual determina la variación de la resistencia del conductor por cada grado que cambia su resistencia según la siguiente ecuación:

Rt = Ro (1+αt) Donde: Ro= resistencia en Ω (ohms) a 0°C. Rt= resistencia en Ω (ohms) a t°C. t= temperatura actual. α= coeficiente de temperatura de la resistencia cuyo valor 0°C y 100°C es de 0.003850 (1/°C) Área de Disposición de Relaves

Figura N° 006 Final de carrera

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6.20.3.5.4.2 ¿De que consta? 1 Sus componentes son:

6.20.3.5.5 6.20.3.5.5.1

SENSOR NUCLEAR DE DENSIDAD (DENSIMETRO) ¿Qué es?

Es un instrumento que opera con el principio de atenuación gamma, el cual nos puede proporcionar una gran variedad de salidas como: densidad, concentración, flujo másico, etc.

Figura N° 008 Densímetro nuclear. Figura N° 007 Partes de un final de carrera

6.20.3.5.4.3

¿Cómo funciona?

6.20.3.5.5.2

¿De que consta?

Está compuesto de un transmisor (multiprocesador), una fuente de rayos gamma (emisor) y un detector o cámara ionizante (receptor).

Su funcionamiento internamente es que presenta interruptores o contactos normalmente abiertos (NA), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados. Generalmente estos sensores están compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y la cabeza que detecta el movimiento. Su uso es muy diverso en todas las maquinas que tengan un movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija.

Figura N° 009 Partes de un densímetro nuclear. Área de Disposición de Relaves

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6.20.3.5.5.3

¿Cómo funciona?

La fuente de rayos gamma (emisor) emite rayos gamma hacia el detector a través de la tubería, dicha radiación es sensada por el equipo detector (receptor) y es enviada al preamplificador y al transmisor para mostrar los datos en la pantalla y enviar señales hacia sala de control.

ADVERTENCIA: Los medidores de radiación deben estar debidamente calibrados, los trabajadores deben tener un entrenamiento adecuado en el uso de medidores de radiación. Estos medidores se emplean para medición de tasa de exposición, dosis absorbida y contaminación superficial. La Radiación puede generar daños por no conocimiento o por no tener licencia de operador autorizado otorgado por el IPEN.

Figura N° 010 Funcionamiento de densímetro nuclear.

Si el nivel del material en el recipiente esta por debajo del haz de rayos, la radiación recibida en el contador es mayor que cuando el material esta en la trayectoria del rayo.

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ATENCION (Aislación y Bloqueo de la Fuente Radiactiva)

6.20.3.5.6 6.20.3.5.6.1

 Evitar cualquier exposición innecesaria a la radiación. Considerar estas tres medidas importantes: Blindaje: Asegurarse de contar con un buen blindaje entre la fuente y el trabajador (plomo, fierro, concreto, etc.). Tiempo: El tiempo de exposición debe ser el mínimo (3 minutos aprox.). Distancia: Mantenerse a la mayor distancia posible de la fuente de radiación (3.5 metros aprox.). Acordonar el área para evitar el ingreso de otras personas.

VALVULA TIPO DARDO ¿Qué es?

Este tipo de válvula tiene dardo presenta un tapón que obstruye el ingreso de flujo para el control del fluido a un determinado espacio, pues si se deseara cambiar la placa superior de la caja de dardos en la celda de flotación a la cual fue diseñada esto permitirá el incremento de flujo según lo requerido.

 La combinación de estos tres factores permiten minimizar la absorción de radiación por parte del trabajador cuyo límite es de 50 mSv (5 REM) por año, según IPEN

Figura N° 011 Caja de dardos.

6.20.3.5.6.2 blindaje distancia

tiempo

 El personal que va a efectuar el presente procedimiento debe poseer licencia para manipular equipos radiactivos y dosímetro para controlar la cantidad de radiación absorbida.  Aislar y bloquear la fuente radiactiva antes de efectuar cualquier trabajo de mantención.

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¿De que consta?

Esta válvula esta hecho de fierro dulce, poliuretano y barras para el montaje, además de componentes internos hechos de poliuretano resistente al desgaste con sellos de seguridad para el ingreso de líquidos, también presenta una brida para la conexión o sustitución inmediata del tapón y guías para la válvula. El eje del actuador esta hecho de acero inoxidable. También presenta un dispositivo anti rotación.

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Figura N° 013 Tapón de válvula tipo dardo.

6.20.3.5.7 6.20.3.5.7.1

VALVULA DE GUILLOTINA O CUCHILLA ¿Qué es?

Este tipo de válvula es apropiada para la interrupción y/o regulación de paso del fluido. Consta de una cuchilla o guillotina que se desliza en un cuerpo estrecho. Pues la terminación cortante de la guillotina facilita su penetración en el producto y gracias a este diseño es empujada contra el asiento en el cierre, favoreciendo el paso del flujo.

Figura N° 012 Válvula tipo dardo.

6.20.3.5.6.3

¿Cómo funciona?

Este tipo de válvula solo presenta un control ON / OFF, el cual es accionado por un pistón neumático para lo cual se deberá tener una presión adecuada para que actué el pistón en forma correcta.

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Figura N° 014 Válvula de Guillotina. Figura N° 015 Partes de válvula de Guillotina

6.20.3.5.7.2

¿De que consta?

Sus componentes son:

6.20.3.5.7.3

¿Cómo funciona?

La válvula guillotina es unidireccional y trabaja a presiones indicadas siguiendo la dirección de la flecha marcada en el cuerpo de la misma. Cuando la válvula permanece abierta por periodos largos de tiempo y las paredes internas del cuerpo son paralelas es necesario un par muy grade para poder cerrarla. Este tipo de valvulas unidireccionales existe el riesgo de que la guillotina se doble debido a la existencia de presión en contra, por lo que para evitar eso esta presenta unas deslizaderas que soportan la guillotina, además que esta deberá encajar en el asiento de la válvula.

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Figura N° 017 Válvula check.

6.20.3.5.8.2

Figura N° 016 Funcionamiento de válvula de Guillotina

6.20.3.5.8 6.20.3.5.8.1

¿De que consta?

Básicamente dispone de una pieza móvil (disco), normalmente asentada e inmovilizada en posición abierta o cerrada, por la presión del mismo fluido (o ayuda de un resorte), que pivota en un extremo (giro de clapeta) o en un punto excéntrico (posición de la clapeta) o se levanta paralelamente a su eje como un pistón (elevación de la clapeta), con el fin de abrir o cerrar el paso del fluido. El disco puede ser partido al centro y cada mitad pivotar en forma independiente manteniéndose cerradas con ayuda de un resorte en otros casos.

VALVULA CHECK ¿Qué es?

Conocida también como válvula de retención tipo columpio, su función principal es impedir el retorno de fluidos en una dirección determinada.

Figura N° 018 Partes de válvula check.

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6.20.3.5.9.2 6.20.3.5.8.3

¿De que consta?

¿Cómo funciona? Sus componentes son:

Esta válvula se mantiene abierta siempre que la dirección, velocidad y presión del fluido sean los correctos; ante una variación, la válvula de retención tiende a cerrarse. Pues su principal función esta destinada a impedir una inversión de la circulación. La circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación, se cierra. 6.20.3.5.9

MANOMETROS

6.20.3.5.9.1

¿Qué es?

Es un aparato que sirve para medir la presión local de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Esencialmente se distinguen dos tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases. Hay que tener en cuenta que la mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local, entonces hay que sumar ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la presión absoluta. Cuando se obtiene una medida negativa en el manómetro es debida a un vacío parcial. Figura N° 020 Partes del manómetro

6.20.3.5.9.3

¿Cómo funciona?

Es necesario dar a conocer un concepto fundamental en la mecánica de fluidos, refiriéndonos a la presión cuya definición la llamaremos presión a la fuerza que se ejerce sobre la unidad de área, siempre que la fuerza sea perpendicular a la superficie. Donde:

Figura N° 019 Manómetro Área de Disposición de Relaves

P=ρ.g.h

Ρ= Densidad del liquido. G= Gravedad. h= altura. Página 11 de 17

6.20.3.5.10

CILINDRO HIDRAULICO

6.20.3.5.10.2

¿De que consta?

6.20.3.5.10.1

¿Qué es?

Sus componentes son:

Es un dispositivo que actúa por medio de una energía como el aceite, es decir por un de cilindro en un movimiento en vaivén rectilíneo. Esta energía esta en función del caudal y presión del aceite que circula en el sistema de tuberías. Una de las características destacables de los sistemas de fluidos es que la fuerza generada por la fuente (Bomba hidráulica), es controlada y dirigida por unas válvulas convenientes. Este movimiento lineal, es usando un dispositivo de impulsión adecuado como un actuador que convierte el flujo de aceite en fuerza y movimientos mecánicos.

Figura N° 022 Partes de un pistón hidráulico

6.20.3.5.10.3

Figura N° 021 Pistón hidráulico

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¿Cómo funciona?

El cilindro consiste en un émbolo o pistón operando dentro de un tubo cilíndrico. Los cilindros actuadores pueden ser instalados de manera que el cilindro esté anclado a una estructura inmóvil y el émbolo o pistón se fija al mecanismo que se accionará, o el pistón o émbolo se puede anclar a la estructura inmóvil y el cilindro fijado al mecanismo que se accionará. Los cilindros actuadores para los sistemas hidráulicos son similares en diseño y operación. Algunas de las variaciones de los cilindros tipo émbolo y tipo pistón de impulsión.

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Este dispositivo es el más común y utilizado para la conversión de la energía antes mencionada en energía mecánica. Un cilindro actuador en el cual la superficie transversal del pistón es menos de una mitad de la superficie transversal del elemento móvil se conoce como cilindro tipo pistón. Este tipo de cilindro se utiliza normalmente para aplicaciones que requieran funciones tanto de empuje como de tracción. 6.20.3.5.11

ELECTROVALVULA HIDRAULICA

6.20.3.5.11.1

¿Qué es?

6.20.3.5.11.2

¿De que consta?

Las válvulas de solenoide constan de una válvula de cartucho y un solenoide. Para desarmar la válvula se quitara el conjunto del solenoide y luego destornille cuidadosamente el cuerpo de la válvula. Los anillos “O” y los sellos deberían ser reemplazados cada vez que se retire o reemplace el cuerpo de la válvula. En el interior de la válvula de cartucho está el cuerpo de cilindro de la válvula, el inducido y el resorte del inducido.

La válvula de solenoide eléctrica funciona al suministrar corriente eléctrica al imán de la bobina, el campo magnético mueve el cuerpo de cilindro deslizante de la válvula, el cual dirige el aceite. Cabe recordar que la única diferencia entre una válvula hidráulica / eléctrica y una válvula hidráulica ordinaria es la forma en que se mueve el cuerpo de cilindro.

Figura N° 024 Partes de electroválvula hidráulica

Figura N° 023 Electroválvula hidráulica Área de Disposición de Relaves

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6.20.3.5.11.3

¿Cómo funciona?

Cuando la bobina del electroimán recibe corriente eléctrica, el vástago del mismo es violentamente atraído hacia el interior del electroimán hasta que los ramales del vástago en forma de T tocan el frente de la armadura, cerrándose el circuito magnético. En el momento que el electroimán, estando abierto, se energiza, la corriente inicial es de un valor muy alto, aunque de una duración de algunos milisegundos. Cuando el electroimán ha cerrado su entrehierro o "air gap " y permanece así, la corriente baja a un valor sumamente bajo, con lo cual el electroimán zumba muy poco o nada, y además el sobrecalentamiento es mínimo.

6.20.3.5.12 6.20.3.5.12.1

SENSOR DE TORQUE ¿Qué es?

Es un instrumento que convierte la torsión mecánica de entrada a una señal eléctrica de salida. Detecta las situaciones de sobre carga, sub carga y las variaciones anómalas de las carga, indica eficiencia operacional.

Sus componentes son:

Figura Nº 026 Sensor de torque

6.20.3.5.12.2

¿De qué consta?

Figura N° 025 Componentes internos de una electroválvula hidráulica

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

Galgas extensiónétricas



Circuito amplificador



Puente de wheatstone

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6.20.3.5.12.3

¿Cómo funciona?

Como estos sensores de torque tienen galgas extensiometricas, lo que hace que convierta la deformación mecánica en un cambio en la resistencia eléctrica que es proporcional a la carga aplicada, este cambio es interpretado por un circuito electrónico, lo cual transmite la señal para la supervisión y control. 6.20.3.5.13

ANALIZADOR DE PARTICULAS

6.20.3.5.13.1

¿Qué es?

Es un equipo que tiene por función medir de modo continuo el tamaño de las partículas en la pulpa (lodos) del mineral que se procesa en la planta concentradora, pues opera en ambientes hostiles.

6.20.3.5.13.2

¿De que consta?

Consta de un muestreador primario, un calibrador de alta precisión y una pantalla de visualización de datos. Este presenta tres componentes principales:  Acondicionador de la muestra: Centrifugar la pulpa en vacio con ayuda del muestreo y aireación.  Modulo de análisis de muestras: Este comprende la celda de flujo para los transductores de ultrasonido, un muestrario de calibración que también funciona como muestreador para la producción de compuestos y un sistema de para la normalización y derivación.  Modulo de control y pantalla: Análisis elemental y análisis de tamaño de partícula. 6.20.3.5.13.3

¿Cómo funciona?

Consta de un muestreador primario, un calibrador de alta precisión y una pantalla de visualización de datos. Además de analizar el tamaño de partículas también mide el porcentaje de sólidos, pues utiliza el tecnología de ultrasonido de absorción, con una precisión de (0.75% absoluto en un sigma). Cuando se presenta un flujo grande en forma representativa el cual pasa por los transductores y no requieren de una dilución (hasta de un 60% de sólidos). Esto permite una mejor optimización tanto para la recuperación y rendimiento.

Figura N° 027 Analizador de partículas Área de Disposición de Relaves

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Figura N° 028 Funcionamiento de analizador de partículas

6.20.3.5.14

VARIADORES DE FRECUENCIA

6.20.3.5.14.1

¿Qué es?

Un variador de frecuencia (AFD Dispositivo de frecuencia ajustable) es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna (AC) por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor. Estos variadores de frecuencia son también conocidos como inversores. Dado que el voltaje es variado a la vez que la frecuencia.

Figura N° 029 Variador de frecuencia

6.20.3.5.14.2

¿De que consta?

Sus componentes son según el siguiente diagrama: R-S-T: Líneas de alimentación

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Diagrama N° 002 Diagrama de bloques de un variador de frecuencia

6.20.3.5.14.3

¿Cómo funciona?

El controlador de dispositivo de variación de frecuencia está formado por dispositivos de conversión electrónicos de estado sólido. El diseño habitual primero convierte la energía de entrada CA (Corriente alterna) en CC (Corriente continua) usando un puente rectificador. La energía intermedia CC es convertida en una señal casi-senoidal de CA usando un circuito inversor conmutado. El rectificador es usualmente un puente trifásico de diodos, pero también se usan rectificadores controlados.

Figura N° 030 Conexión de un variador de frecuencia

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