El cemento es uno de los materiales más difíciles de medir en nivel. Llega por una línea neumática que llena el silo de polvo, se asienta en una superficie que refleja muy poco y se adhiere a todo lo que encuentra. Un sensor de nivel para silos de cemento debe elegirse en torno a esos tres hechos. Lo mismo vale para la ceniza volante, la cal, la harina y los demás polvos finos y secos que se comportan como el cemento dentro de un silo.
Esta guía cubre esa elección: por qué el polvo anula a algunos tipos de sensor, qué buscar en un radar y cómo las lecturas de varios silos se convierten en una sola vista de inventario. Si todavía está comparando familias de sensores desde cero, nuestra guía general de monitoreo de nivel de silos compara radar, ultrasonido, celdas de carga y sensores capacitivos.
Por qué el cemento y los polvos finos son difíciles de medir
El polvo llega con cada entrega. El cemento se sopla al silo desde la pipa. Durante todo el llenado, y por un tiempo después, el espacio sobre el producto es una nube opaca. Cualquier sensor que dependa de un camino despejado en el aire tiene problemas justo cuando hay que confirmar una entrega.
El polvo fino y seco refleja poco. El radar mide haciendo rebotar una señal en la superficie. El material grueso y denso devuelve una señal fuerte. El polvo fino, seco y aireado devuelve una débil, y el cemento recién entregado está en su punto de mayor aireación justo después del llenado. El sensor debe estar construido y configurado para un eco débil.
El polvo se pega. El cemento y la cal se adhieren a paredes, escaleras, refuerzos y a todo lo que esté montado dentro del silo. Un sensor con una parte móvil, o uno que quede dentro del producto, acumula adherencias hasta dejar de funcionar. Las adherencias en las paredes además producen ecos que no son la superficie.
El silo es alto, angosto y de acero. Los silos de una planta de concreto son cilindros profundos llenos de costuras de soldadura, tuberías de llenado y accesorios internos. Un haz ancho los capta todos. Las paredes de acero reflejan bien el radar, así que un haz que toca la pared devuelve una señal fuerte desde el lugar equivocado.
La superficie no es plana. El polvo se acumula en cono al llenar y forma un embudo al vaciar. Un punto de esa forma es una aproximación del volumen, así que el punto debe ser el mismo de una lectura a la siguiente.
Radar, ultrasonido, celdas de carga o paletas
Hay cuatro opciones realistas para un silo de cemento, y no responden la misma pregunta.
| Tipo de sensor | Qué indica | Cómo se comporta con polvo |
|---|---|---|
| Interruptor de paleta rotativa | El producto llegó a una altura fija | Funciona, pero una parte móvil dentro del polvo exige atención periódica y no da nivel entre puntos |
| Ultrasónico | Nivel continuo | Pierde el eco en la nube de polvo durante y después del llenado |
| Celdas de carga | Peso del contenido del silo | No les afecta el polvo; instalarlas bajo un silo existente es una obra estructural |
| Radar de 80 GHz | Nivel continuo | Mide a través del polvo, sin contacto con el producto, haz angosto para silos altos |
Los interruptores de paleta son el accesorio tradicional y siguen teniendo su lugar como alarma independiente de nivel alto. Lo que no pueden hacer es decirle cuánto cemento tiene, cuánto agregó una entrega o cuándo se va a quedar sin producto. Para eso se necesita una medición continua.
Las celdas de carga entregan peso real, que es su verdadera ventaja, y nuestra comparación de celdas de carga frente a radar explica cuándo vale la pena la instalación. En la mayoría de las plantas de concreto y los molinos la pregunta es de inventario, y un radar instalado en una boquilla del techo la responde sin tocar la estructura.
Qué buscar en un radar para polvos
- 80 GHz con haz angosto. El sensor de nivel radar RLM-120 opera en 76 a 81 GHz con un haz de 3 grados, y una variante de 8 grados para recipientes más bajos y anchos. En un silo de cemento profundo, el haz angosto llega a la superficie sin tocar la pared ni la tubería de llenado.
- Un ajuste para material de baja reflectividad. El RLM-120 tiene un modo para sólidos con ajustes de medio separados para material en trozos, granular y tipo polvo. El cemento, la ceniza volante y la harina van en el ajuste de polvo, que es el pensado para ecos débiles.
- Herramientas contra ecos falsos. Un silo de acero con accesorios internos siempre devuelve algunos ecos que no son el producto. El RLM-120 ofrece aprendizaje de ecos falsos para enmascarar obstáculos fijos, una zona ciega configurable para lo que esté cerca del sensor y bloqueo de eco para mantener la medición en la superficie real.
- Un rango que calce con el silo. Las variantes cubren 15 m, 35 m, 85 m y 120 m. La indicación de la hoja de datos es ajustar el rango unos 2 m por encima de la altura del recipiente para que el sensor vea un eco completo. Un silo de planta de concreto normalmente necesita una de las dos variantes cortas.
- Sin contacto y sin partes móviles. La antena de lente queda en la parte superior del silo, por encima del producto. Nada entra en el polvo, así que no hay nada que el cemento pueda trabar.
- Salidas que encajan con lo que ya tiene. Entrega 4-20 mA y RS485 Modbus, así que el sensor se conecta a un PLC existente o a un controlador IoT sin convertidor.
- Amortiguación ajustable. La superficie de un polvo se mueve durante el llenado y la descarga. El tiempo de amortiguación ajustable suaviza la lectura para que la tendencia refleje el nivel promedio y no cada desplome del cono.
De silos individuales al inventario de la planta
Una lectura responde “qué tan lleno está este silo”. Una planta de concreto o un molino suele tener varios, con productos distintos, y la pregunta útil es cuánto hay en sitio en total y qué hay que pedir.
- Cada silo lleva su propio radar. Los sensores se conectan por RS485 Modbus a un controlador Omni Genesis, que tiene cuatro puertos de sensor modulares, así que silos vecinos comparten un controlador.
- El controlador transmite por celular (4G LTE). El grupo de silos no necesita cable de red hasta la oficina, lo que importa en plantas donde los silos están al otro lado del patio de cualquier edificio.
- El panel de control en la nube muestra cada silo lado a lado: nivel actual, cada entrega como un escalón visible, el consumo entre entregas y una alerta de stock bajo por silo.
Eso convierte el pedido en un evento de umbral. También deja un registro de lo que agregó cada entrega, que de otro modo depende de confiar en la remisión. Para ver cómo encajan el sensor, el controlador y el panel, consulte la página de solución de monitoreo de silos y nuestra guía sobre cómo se arma una instalación de telemetría de silos.
Notas de instalación para silos de polvos
Mantenga el haz lejos de la tubería de llenado. Un sensor apuntado a la corriente de entrada mide la corriente. Ubique la boquilla de modo que el haz caiga sobre la superficie asentada, entre el centro del cono y la pared.
Dele una boquilla limpia. La antena necesita una vista sin obstrucciones. Una boquilla larga con una soldadura rugosa por dentro, o un borde dentro del haz, crea un eco justo al inicio del rango. Use el ajuste de zona ciega si no puede evitarse un obstáculo fijo cerca del sensor.
Ejecute el aprendizaje de ecos falsos con el silo bajo. Con el nivel de producto abajo, el sensor puede registrar los ecos de accesorios y costuras, y luego ignorarlos cuando el silo se llene.
Espere a que la lectura se asiente después de una entrega. El cemento recién soplado está aireado y queda más alto de lo que estará una hora después. Es el polvo, no el sensor. Evalúe una entrega por el nivel una vez asentado.
Calibre el volumen una vez contra una carga conocida. Como la superficie es un cono, pasar de nivel a toneladas es una aproximación. Ajústela con una entrega de peso conocido, y a partir de ahí las diferencias entre lecturas son confiables.
Conclusión
El polvo castiga al sensor equivocado con puntos ciegos durante el llenado, mecanismos trabados y ecos de todo menos de la superficie. Un radar de 80 GHz y haz angosto como el RLM-120, configurado para material tipo polvo y montado lejos de la tubería de llenado, entrega un nivel continuo que sobrevive al día de entrega. Conectado a través de un controlador Omni Genesis por celular, cada silo de la planta se convierte en una línea de una sola vista de inventario.
Para elegir la variante correcta para sus silos, contáctenos con la altura del silo, el producto y la cantidad de silos, o comience por la guía general de monitoreo de nivel de silos si todavía está comparando tecnologías.