Parámetros que intervienen en un proceso de fabricación o transformación industrial

La medición de los distintos parámetros que intervienen en un proceso de fabricación o transformación industrial para obtener el control directo de los productos y poder mejorar su competitividad.

No es imaginable, en la actualidad, la existencia de una industria moderna sin un completo sistema de instrumentación y control. La medición de los distintos parámetros que intervienen en un proceso de fabricación o transformación industrial es básica para obtener un control directo sobre los productos y poder mejorar su calidad y competitividad. Así pues, el conocimiento del funcionamiento de los instrumentos de medición y de control, y su papel dentro del proceso que intervienen, es básico para quienes desarrollan su actividad profesional dentro de este campo, como por ejemplo el jefe u operador del proceso, el proyectista, el técnico en instrumentos, el estudiante, etc.

La medición y el control de procesos son fundamentales para generar, en definitiva, los mejores resultados posibles en lo que toca a la utilización de recursos, máquinas, performance, rentabilidad, protección medioambiental y seguridad, entre otros, en una unidad productiva. Para hacer una comparación, un médico mide las principales características del cuerpo humano para atestar que todo va bien o, si hay alguna alteración, empezar a investigar las causas para que la “máquina” siga con salud y buen funcionamiento. Si el cuerpo pertenece a un atleta de alto desempeño (como debe ser una industria en un mercado competitivo), eso es todavía más importante para que pueda mantener la performance, las ganancias y sin riesgos a la seguridad.

La instrumentación industrial es el grupo de equipamientos y dispositivos que sirven a los ingenieros o técnicos, justamente, para medir, convertir y registrar variables de un proceso (o “cuerpo industrial”) y, luego, trasmitirlas, evaluarlas y controlarlas con tales fines. Los aparatos de medición y control de procesos industriales suelen mensurar características físicas (tensión, presión Y fuerza, temperatura, flujo y nivel, velocidad, peso, humedad y punto de rocío) o químicas (pH y conductividad eléctrica).

Además, hay productos complementares dedicados a la adquisición de datos y automatización para dejar los procesos de medición y control cada vez más rápidos y eficientes, a costes reducidos. La instrumentación puede formar estructuras complejas para medir, controlar y monitorear todos los elementos de un sistema industrial con profundidad y gran exactitud, además de automatizar tales procesos y, a la vez, garantizar la respetabilidad de las medidas y resultados.

Registrador de datos de alta precisión y Sus aparatos son aplicados a máquinas como calentadores, reactores, bombas, hornos, prensas, refrigeradores, acondicionadores, compresores y una variedad amplia de máquinas o instalaciones a partir de la supervisión de un ingeniero de instrumentación. O sea, los aparatos de medición son las herramientas para cuantificar los hechos físicos o químicos en unidades de medida (amperes, volts, m/s, grados centígrados, m³, litros, newton o kilogramo-fuerza, pascal-segundo, etcétera) de forma apropiada para detectarlas, visualizarlas, registrarlas y, así, utilizar estas informaciones.

Las distintas mediciones siguen definiciones y especificaciones standard sea por el Sistema Internacional (SI) o del sistema inglés en lo que se refiere a rango, alcance, exactitud, precisión, reproducibilidad, resolución, linealidad, ruido, tiempo de respuesta, masa y peso, calibración, entre otras, para que tengan validad técnica. De eso viene la importancia de la calidad de los dispositivos así como de las pruebas periódicas de exactitud y la calibración para que los datos obtenidos en las mediciones puedan seguir fiables. Es decir, de acuerdo con los estándares (patrones) reconocidos por la ciencia.

Los procesos industriales exigen el control de la fabricación de los diversos productos obtenidos. Los procesos son muy variados y abarcan muchos tipos de productos como pueden ser derivados del petróleo, agua, vapor, gases, ácidos, pasta para producir papel, etc. teniendo todos ellos la necesidad de ser medidos y controlados, así como se deben mantener unas constantes dentro de unos márgenes establecidos. Haciendo un poco de historia, la instrumentación y el control nace de la necesidad de: – Optimizar los recursos humanos, materias primas, y productos finales. – Producir productos competitivos con un alto rendimiento. – Producir productos con características repetitivas.– Fomento del Ahorro Energético.– Fomento de la Conservación del Medio Ambiente. Para lo anterior, en los inicios de la industria, todas estas operaciones se llevaban de una manera manual utilizando instrumentos.Esta forma de medir y controlar un proceso era totalmente manual y localizada en el área de proceso. Como se puede entender, este tipo de control tiene unos inconvenientes como son:

• ·         Simplicidad de los procesos. Difícil evolución debido al difícil control.
• ·         Poca respetabilidad de los productos finales.
• ·         Pérdidas energéticas.
• ·         Necesidad de muchos operadores.

Debido a las necesidades de mejora continua, los procesos se han ido desarrollando progresivamente lo que ha exigido que el grado de automatización delas instalaciones haya evolucionado en consecuencia. El siguiente paso fue el centralizar los instrumentos antes mencionados (termómetros, manómetros, etc.) en un panel centralizado. De esta manera el proceso pasó a ser totalmente manual y localizado fuera del área de proceso. Este tipo de control tiene como inconveniente, adicionalmente a los ya comentados antes, el inconveniente de tener que llevar la variable de proceso hasta el panel de control con el peligro que ello conlleva. Pero tiene la ventaja de que el operador ya no tiene que estar localizado en el proceso, ahorrando a su vez las horas/hombreen horas de supervisión y control, así como haciendo más cómoda la situación delos operadores.

Industrias de transformación

Las industrias de transformación son las encargadas de transformar las materias primas obtenidas por las industrias de extracción en materiales industriales o materiales de uso técnico. Existen diferentes tipos de industrias de transformación, asociados a diferentes materiales, cada una de ella con diferentes y complejos procesos:

Metales: 

La industria siderúrgica: Se denomina siderurgia a la técnica del tratamiento del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de éste o de sus aleaciones (acero, fundición,...). Las instalaciones donde se lleva a cabo este proceso se denominan altos hornos.

La industria metalúrgica: La metalurgia es la técnica de la obtención y tratamiento del resto de los metales (aluminio, cobre, zinc, estaño,...) a partir de sus minerales metálicos.

Petróleo: La industria petroquímica: es la industria dedicada a obtener derivados químicos del petróleo y de los gases asociados. Estos incluyen combustibles fósiles purificados como metano, butano, propano, gasolina, queroseno, gasoil, así como fertilizantes, plásticos y asfalto.

Refinerías: Los procesos para la obtención de los productos petroquímicos se llevan a cabo en refinerías e implican cambios físicos y químicos de los hidrocarburos. El proceso básico, que divide al petróleo y al gas natural en diversos compuestos más ligeros, se conoce como cracking (se desdoblan las moléculas para obtener más productos ligeros como las naftas o gasolinas).

Papel y madera:

 La industria papelera: El papel es un material constituido por una delgada lámina elaborada a partir de pulpa de celulosa, una pasta de fibras vegetales molidas suspendidas en agua, generalmente blanqueada, y posteriormente secada y endurecida, a la que normalmente se le añaden sustancias como polipropileno o polietileno con el fin de proporcionarle características especiales.

·   La industria maderera: para aprovechar mejor los recursos de la madera, la industria maderera fabrica tableros artificiales a partir de troncos de árboles o virutas de madera

 Textiles y pieles: La industria textil: encargada de fabricar tejidos a partir de hilos elaborados con materias primas vegetales (algodón, lino), animales (lana, seda) y sintéticas (poliéster, nailon). Los procesos que se siguen son:

• Hilandería: Es el proceso de convertir las fibras en hilos.
• Tejeduría: Es el proceso de convertir hilos en telas.
• Tintorería y acabados: Son los procesos de teñir y mejorar las características de hilos y telas mediante procesos físicos y químicos.
• Confección: Es la fabricación de ropa y otros productos textiles a partir de telas, hilos y accesorios. Este paso correspondería a la industria de elaboración y no a la de transformación.