A propósito de celebrarse en mayo el Día Mundial de la Metrología consideramos oportuno ahondar en la importancia de la ciencia de la medición y por qué dependemos tanto de ella. Esta ciencia poco conocida interviene en muchos aspectos de la vida cotidiana: cuando compras un kilo de fruta o al cargar combustible al vehículo.

Gracias al sistema métrico, un equipo de arquitectos ubicado en Alemania podrá diseñar un edificio de oficinas en México, ya que las medidas estándar serán las mismas en ambos países.

El Día Mundial de la Metrología conmemora la firma, el 20 de mayo de 1875, del Convenio del Metro, un tratado internacional diseñado para garantizar que todas las personas del mundo utilicen el mismo sistema métrico decimal para medir el peso y la longitud, con el fin de garantizar un comercio justo. En noviembre de 2023, los órganos rectores de la UNESCO proclamaron que a partir de entonces el 20 de mayo se celebraría el Día Mundial de la Metrología (Resolución 42 C/21).

El Día Mundial de la Metrología promueve los beneficios de la ciencia de la medición a una audiencia global, enfatizando el valor de la metrología para la calidad de vida y la preservación del medio ambiente, una misión en armonía con el objetivo de la UNESCO de construir un mundo mejor a través de la ciencia y la educación.

Cada vez que llevamos un instrumento de medición a un laboratorio recibimos un certificado con información que debemos saber interpretar para completar la calibración. La norma técnica NTP-ISO/IEC 17025:2017 indica en el numeral 7.8 Informe de resultados toda la información que de forma obligatoria el certificado debe contener. Entre ellos la trazabilidad, el error y la incertidumbre. En muchas ocasiones consideramos suficiente recibir el certificado y en nuestra mente el proceso está completo, pero no es así. Aun debemos comprobar si el instrumento conserva las características metrológicas definidas por el fabricante. Tomemos como ejemplo una pinza amperimétrica a la que hemos definido una frecuencia de calibración anual. ¿Cómo sabemos si la pinza está dentro del error máximo permitido (EMP) por el fabricante?

Hagamos algunos cálculos. Por ejemplo, nos interesa el resultado de la calibración de la corriente alterna de 360 A a 60 Hz que el labora torio ha realizado en el rango de 400 A. Según las especificaciones técnicas del instrumento para este rango de medición presenta un error máximo permitido de ± (2,0 % de la lectura + 5 dígitos) con una resolución de 0,1 A. Obteniéndose:

Después de realizar las mediciones, cálculos de contribuciones de las incertidumbres obtenemos el resultado del error E para el punto de calibración:

Donde el valor que sigue al símbolo ± es la incertidumbre expandida de calibración, la cual es igual a la incertidumbre estándar multiplicada por el factor de cobertura k=2, que para una distribución normal corresponde a un nivel de confianza del 95% aproximadamente.

El rango en el cual se encontrarán los errores de medición está entre +0,7 A y -1,1 A. Lo cual nos permite concluir que, para el valor de medición de 360 A, la pinza está dentro del EMP.

La trazabilidad metrológica según el Vocabulario Internacional de Metrología (VIM) está definida como “propiedad de un resultado de medición por la cual dicho resultado puede relacionarse con una referencia mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la incertidumbre de medición”. Esto significa que la información que aparece en el apartado Trazabilidad del certificado de calibración tiene que ver con una cadena de diversas calibraciones de patrones de cada vez mejores características, idealmente, hasta la materialización misma de la magnitud que estamos calibrando. Por ello es importante conocer la trazabilidad y la incertidumbre ofrecida por el laboratorio al cual llevaremos nuestros instrumentos puesto que esto garantiza la calidad de sus resultados.

Como hemos visto en este breve ejemplo los certificados de calibración contienen información que muchas veces pasamos por alto. Debe ser de interés consultar a los laboratorios de calibración cuando existan dudan en la evaluación de dicha información.

Por: Carlos López Villanueva – Jefe de Operaciones – INSPER SAC
(01) 747 1752
administracion@inspersac.com
www.inspersac.com

La tendencia actual de mejora en la eficiencia y control de la producción industrial ha convertido en una tarea importante la gestión adecuada de los recursos de personal, herramientas y tiempo (que cada vez son más reducidos), ya que los gobiernos, organismos ambientales y las mismas empresas mantienen políticas y legislaciones cada vez más duras en el control y gestión de recursos, contaminación, y los propios costos operativos. Las empresas están buscando tecnologías más inteligentes para centralizar sus sistemas de seguimiento de los recursos descentralizados para tener consumos, costeos y balances hídricos confiables.

La pregunta principal que aparece en el horizonte es cómo se puede hacer esto de la manera más rentable y eficiente, y como se puede elegir los medidores más inteligentes que sean tipo plug-n-play (poner y usar) y proporcionen una solución personalizada según las necesidades de mi sector industrial en particular.

Con este desafío en la mano muchos fabricantes aprovecharon la oportunidad y ofrecieron equipos adicionales a su actual línea de dispositivos externos como Datalogger y módems GPRS. Esta solución aporta algunas ventajas, pero también tiene varios contras, dependiendo del operador telefónico, a menudo se requiere una gran cantidad de programación y generalmente no resuelve todo el problema.

Este problema está especialmente presente en la industria del agua, y otras industrias que no sólo requieren tomar datos de lugares remotos, sino que también requieren configurar o verificar los medidores de forma remota, cada cierto tiempo, según las necesidades.

La solución

En lugar de utilizar un registrador de datos externo, con la comunicación a distancia, Arkon Flow Systems introdujo el caudalímetro MAGX2 (figura 1) con módulos plug-n-play (intercambiables en cualquier momento) que permiten a cada cliente “diseñar” su propia solución para la aplicación, y “modificarla” después, según se necesite.

Los módulos pueden ser fácilmente instalados o retirados de la placa madre y su tamaño pequeño les ofrece una solución muy buena, ya que no hay necesidad de instalar ningún dispositivo externo (figura 2).
Se pueden intercambiar en cualquier momento módulos de comunicación, diferentes tipos de alimentación AC o DC, señales de salida, datalogger y otras características.

ARKON ofrece diferentes opciones para la comunicación: Bluetooth, RS232, RS485, USB, TCP/IP, GPRS y GSM-SMS. Especialmente el GPRS, 3G, GSM-SMS y TCP/IP son muy populares y de interés para la toma de datos de caudal desde ubicaciones remotas (figura 3).
Esta amplia gama de opciones de comunicación cubre todas las necesidades industriales actuales.
Todas las opciones se basan en el protocolo Modbus RTU, excepto el módulo GSM-SMS, que utiliza su propio sistema, mediante mensajes de texto SMS.

Toma de datos y monitoreo en locaciones remotas

En una empresa minera en Chile a tajo abierto, ubicada a 4500 metros sobre el nivel del mar, con condiciones climáticas extremas y temperaturas mínimas de -30 °C que complican operaciones estándares como el verificar las lecturas de los caudalímetros y las hacen muy incómodas para el operador, se instaló el caudalímetro electromagnético Arkon modelo MAGX2 con un módulo de comunicación Bluetooth (con rango de alcance hasta 200 metros al aire libre) que permite a los operadores establecer una conexión inalámbrica con los caudalímetros desde su vehículo (camioneta) sin descender de la misma, comprobar y descargar los datos de los medidores de flujo y ver la configuración del caudalímetro. Esta solución evitó que los operadores se expongan a las condiciones climáticas de frio en la mina, mejorando la eficiencia y el tiempo, y también las condiciones de seguridad para evitar condiciones extremas tan bajas como -30 °C de temperatura, o incluso rayos en la zona.

Adicionalmente, en tuberías remotas o en tuberías grandes, es un gran problema para varias marcas el cambio de un medidor dañado, pues hay que hacer toda una operación de desmontaje (utilizando maquinarias, tecle y a veces varios días de trabajo), hay que fabricar un carrete de reemplazo para ponerlo en su lugar en la tubería, y luego enviar el medidor al fabricante para reparación y recalibración. Con los flujómetros de ARKON del presente artículo no es así y no hace falta desmontar nada, pues la calibración viene incorporada y es transferible a una nueva electrónica; simplemente se cambia la electrónica en el medidor (sin retirar el cuerpo del sensor de la tubería), se coloca el módulo de comunicación básico en la nueva electrónica y listo. Si hace falta, se puede volver a cargar la calibración (con el software de configuración de usuario). Esta es también la solución ideal para tuberías críticas o procesos que no pueden parar.

Por: Ing. Marco Paretto – Gerente General – MARPATECH S.A.C.
Para mayor información o soporte, contactar a Marpatech. S.A.C.
01-224-9779 | 01-224-0092
peru@marpatech.com | www.arcon.co.uk | www.marpatech.com

La protección diferencial es fundamental para garantizar la seguridad de las personas y las instalaciones eléctricas.

• Tipo A: Este tipo de protección diferencial está diseñado para proteger instalaciones industriales en redes de corriente alterna (CA). También puede utilizarse en instalaciones con componentes de corriente alterna y corriente continua (CA+CC) o solo corriente continua (CC). Estos dispositivos son esenciales para evitar pérdidas económicas debido a paradas provocadas por disparos intempestivos.
• Tipo B: La protección diferencial Tipo B es la única que garantiza la seguridad de las personas y las cargas, que protege frente a fugas de corriente alterna (CA), continua (CC) o mixta (CA/CC).

En resumen, la protección diferencial es crucial para prevenir riesgos eléctricos y asegurar el correcto funcionamiento de las instalaciones.

¿Cómo funciona la protección diferencial?
La protección diferencial consiste en un dispositivo eléctrico diseñado para detectar corrientes de fuga en una instalación y desconectarla automáticamente cuando se produce una fuga. Su objetivo principal es proteger a las personas y prevenir daños en los equipos.

Aquí tenemos una breve explicación de cómo funciona:

1. Transformador de corriente (TC): La protección diferencial utiliza un transformador de corriente (TC) para medir la
   corriente que entra y sale de la instalación. El TC convierte la corriente de alta intensidad en una corriente más baja que se
   puede medir con precisión.
2. Comparación de corrientes: La protección diferencial compara la corriente que entra con la corriente que sale de la instalación. Si hay una diferencia significativa entre estas corrientes, se activa la protección diferencial.
3. Detección de fugas: Si se detecta una fuga de corriente (por ejemplo, debido a un cortocircuito o un contacto con partes
   metálicas), la protección diferencial desconecta automáticamente la alimentación eléctrica. Esto evita que la corriente fluya a través del cuerpo humano o cause daños en los equipos.
4. Sensibilidad: La sensibilidad de la protección diferencial se ajusta para detectar incluso pequeñas corrientes de fuga. Esto garantiza una protección efectiva.

En resumen, la protección diferencial es esencial para garantizar la seguridad eléctrica en instalaciones residenciales, comerciales e industriales.

Protección Diferencial Ultrainmunizada, ¿qué ventajas tiene?
Una de las soluciones de protección diferencial más extendidas en aplicaciones industriales son los sistemas conocidos como inmunizados, pero ¿qué características tienen este tipo de diferenciales? y ¿cumplen la normativa?, ¿qué ventajas ofrecen?, ¿en definitiva, son mejores?

Para empezar, debemos entender qué tipo de diferencial es uno del tipo inmunizado. De acuerdo a la normativa existen cuatro tipos de diferenciales clase A, AC, F y B; lo primero que vemos es que no hay ninguna definición de inmunizado en esta o cualquier otra normativa, esto significa que el nombre inmunizado no es normativo aunque esto no quiere decir que los diferenciales inmunizados no cumplan la norma; de hecho si cogemos cualquier diferencial inmunizado veremos que está marcado como diferenciales tipo A y, por lo tanto, sí cumplen la normativa y aquí es donde aparece la idea principal de los sistemas inmunizados, son diferenciales tipo A pero que ofrecen algunas prestaciones adicionales a los requisitos mínimos que exige la normativa y cada fabricante acostumbra identificar estas prestaciones adicionales a la norma con un nombre comercial súper inmunizado tipo K, tipo G o el nombre que le ha dado CIRCUTOR a su gama de productos: ULTRA INMUNIZADO.

¿Cuáles son estas prestaciones que ofrece el sistema ultrainmunizado?

En CIRCUTOR son tres:

1. Una inmunidad ante transitorios de red, es decir, el diferencial discrimina las perturbaciones transitorias que aparecen como, por ejemplo, las asociadas a una tormenta eléctrica.
2. Inmunidad ante armónicos, el diferencial discrimina toda la fuga con frecuencia superior a los 60Hz; dicho de otra manera,
   discriminatorios y altas frecuencias presentes en la fuga.
3. Margen de disparo situado al 85%. Mientras que la normativa ajusta al disparo por fuga valores de entre el 50% y el 100% de la sensibilidad, la protección diferencial de CIRCUTOR dispara a partir del 85%, es decir, dispara más cerca del margen superior y por lo tanto nos ahorra disparos, sólo dispara cuando debe disparar.

Estas 3 ventajas nos ayudarán a evitar paradas de producción o de nuestra instalación por disparos intempestivos, evitando estos disparos por fenómenos meteorológicos, armónicos y/o la acumulación de fuga. Esto hace que los diferenciales inmunizados sean de los más usados para los entornos industriales, oficinas, supermercados o servicios, ya sea para la protección de todo tipo de cargas como ordenadores, todo tipo de bombas o motores variadores monofásicos, climatización, y un largo etcétera.

En INYELA SAC, Distribuidor Autorizado de CIRCUTOR en Perú, podrán encontrar una gama de soluciones de RELÉS DIFERENCIALES, tales como los modelos RGU-10, ULTRAINMUNIZADOS de 3 módulos, en algunos submodelos con comunicación. Estos RELÉS se asocian a los transformadores WGC, patentados por CIRCUTOR.

También contamos con relés diferenciales del tipo B, centrales de 4 relés diferenciales, etc.

Por: Ing. Victor Nuñez Carbajal – Sales Manager INYELA SAC
Av. Los Dominicos Nro. 1088 Callao, Callao, Callao
inyelasac.com | (01) 246 8049 | +51 955474419 | +51 959701598
vnunez@inyelasac.com | mhuaman@inyelasac.com

La seguridad funcional se ocupa de la implementación de sistemas y funciones relacionados con la seguridad para garantizar que la maquinaria funcione de forma segura en todo momento, incluso cuando se produzcan fallas. Se centra en prevenir o mitigar los efectos de los peligros causados por el mal funcionamiento del equipo o por errores humanos. El análisis de riesgos desempeña un papel crucial a la hora de identificar peligros potenciales y seleccionar métodos de seguridad adecuados, son pasos esenciales para mitigar estos riesgos. Hoy exploraremos los principios del análisis de riesgos y los métodos alternativos en torno a la
seguridad funcional, para mitigar los riesgos y mejorar la seguridad en las máquinas.
A continuación, se ofrece una descripción general de la metodología típicamente asociada con la seguridad funcional:

1. Evaluación de riesgos: el primer paso en la seguridad funcional es realizar una evaluación exhaustiva de los riesgos de la maquinaria y sus procesos asociados. Esto implica identificar peligros, analizar las posibles consecuencias de esos peligros y evaluar la probabilidad de que ocurran.
   En el contexto de la seguridad funcional de maquinaria, el análisis de riesgos tiene como objetivo identificar fuentes potenciales de daño y toda condición que ponga en riesgo al colaborador y la máquina. Las normas tipo A, como la ISO 12100 especifica terminología básica, principios y una metodología para lograr la seguridad en el diseño de maquinaria; especifica principios de evaluación y reducción de riesgos para ayudar a los diseñadores a lograr este objetivo. La ANSI B11.0 se aplica a máquinas motorizadas nuevas, existentes, modificadas o reconstruidas, no portátiles durante el trabajo, que se utilizan para procesar materiales mediante corte; formado; presión; técnicas eléctricas, térmicas u ópticas; laminación; o una combinación de estos procesos.
   A continuación, se ofrece una breve descripción a considerar sobre la metodología descrita en ISO 12100:
   a. Definición del alcance: Se define el alcance de la evaluación de riesgos, incluidos los límites de la maquinaria/sistema que se está evaluando y el uso previsto.
   b. Identificación de peligros: Se identifican todos los peligros potenciales asociados con la maquinaria. Esto implica considerar varios factores, como los peligros mecánicos, eléctricos, neumáticos, hidráulicos y/o ergonómicos que presente la máquina.
   c. Estimación de riesgos: Evaluar la gravedad y probabilidad de daño asociado con cada peligro identificado. Este paso implica evaluar las consecuencias de la exposición al peligro y la probabilidad de que ocurra.
   d. Evaluación de riesgos: Se determina el nivel de riesgo asociado con cada peligro, considerando tanto la gravedad como la probabilidad del daño. Este paso a menudo implica el uso de una matriz de riesgos o una herramienta similar para clasificar los riesgos como bajos, medios o altos.
   e. Reducción de riesgos: Desarrollar e implementar medidas para reducir los riesgos identificados a un nivel aceptable. Esto puede implicar implementar controles de eliminación, sustitución, ingeniería, administrativos o proporcionar equipo de protección personal (EPP).
   f. Verificación: Verificar que las medidas de reducción de riesgos sean efectivas para mitigar los riesgos identificados. Esto puede implicar pruebas, inspecciones o análisis para garantizar que los controles implementados funcionen según lo previsto.
   g. Documentación y comunicación: documentar el proceso de evaluación de riesgos, incluidos los peligros identificados, las
   estimaciones de riesgos y las medidas de reducción de riesgos. Comunique esta información a las partes interesadas relevantes,
   incluidos diseñadores, fabricantes, operadores y personal de mantenimiento.
2. Especificación de requisitos de seguridad: Según los resultados de la evaluación de riesgos, se definen los requisitos de seguridad para la maquinaria. Estos requisitos especifican los objetivos de seguridad funcional que el sistema debe alcanzar para mitigar los riesgos identificados. Los requisitos de seguridad deben ser claros, mensurables y verificables.
3. Determinación del nivel de integridad de la seguridad (SIL) o su Performance Level (PL): En muchas industrias, los requisitos de seguridad se clasifican según los niveles de integridad de la seguridad (SIL) según la gravedad del daño potencial y la probabilidad de exposición a los peligros. Los SIL varían desde SIL 1 (el más bajo) hasta SIL 4 (el más alto), y cada nivel corresponde a un nivel objetivo de reducción de riesgos. La norma europea EN ISO 13849-1 clasifica los diferentes circuitos funcionales de seguridad en cinco niveles de prestaciones PL: a, b, c, d y e, en función de su fiabilidad y su capacidad de detectar fallos, valorando básicamente su tiempo medio entre fallos peligrosos MTTF y su cobertura de diagnóstico DC.
4. Diseño del sistema de seguridad: los sistemas y funciones relacionados con la seguridad se diseñan e implementan para cumplir con los requisitos de seguridad especificados y lograr el SIL objetivo. Esto implica seleccionar componentes de seguridad apropiados, como sensores, actuadores y sistemas de control, e integrarlos en el diseño de la maquinaria.
5. Validación y verificación: el sistema de seguridad se valida y verifica para garantizar que cumple con los requisitos de seguridad definidos y alcanza el SIL objetivo. La validación implica demostrar que las funciones de seguridad funcionan según lo previsto en condiciones operativas normales, mientras que la verificación implica confirmar que el sistema cumple con los requisitos de seguridad especificados mediante pruebas y análisis.
6. Documentación y gestión del ciclo de vida: la documentación de los aspectos relacionados con la seguridad de la maquinaria, incluidas las evaluaciones de riesgos, los requisitos de seguridad y los resultados de la validación, es esencial para garantizar el cumplimiento de las normas y reglamentos pertinentes. Además, los procesos continuos de gestión del ciclo de vida, como el mantenimiento, el seguimiento y la reevaluación periódica de los riesgos, son necesarios para mantener la seguridad funcional durante la vida útil de la maquinaria.
7. Cumplimiento de estándares: los estándares de seguridad funcional como IEC 61508 (para industrias generales) e ISO 13849 (para maquinaria) proporcionan pautas y requisitos para el diseño, implementación y validación de sistemas relacionados con la seguridad. El cumplimiento de estas normas suele ser necesario para demostrar que la maquinaria cumple con los requisitos de seguridad aplicables.

Siguiendo estas metodologías y principios, los fabricantes pueden diseñar e implementar maquinaria que opere de forma segura en diversos entornos industriales, minimizando el riesgo de accidentes y garantizando la protección de los trabajadores y del público.

Por: Aldo Martinez – Automation Project DM – DEMMPRO
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