Tecnología wireless mejora la exactitud de medición en tanques de almacenamiento a granel

Además de cumplir con los requerimientos de una transferencia de custodia, una mayor exactitud es importante tanto para control de inventario como para prevención de desbordes y derrames.

Tecnología wireless mejora la exactitud de medición en tanques de almacenamiento a granel
Figura 1. Después de un test exitoso del sistema wireless de medición de tanques SignalFire en 25 tanques de una instalación, el sistema fue incorporado en 21 tanques de otra instalación y retornó luego a la primera instalación para actualizar 25 tanques más.

Las terminales de almacenamiento a granel almacenan una gran variedad de productos, tales como petróleo, biocombustibles, productos químicos básicos y especiales y productos de aceite vegetal/tropical, en tanques ubicados por todo el país.

Hasta ahora, en este tipo de instalaciones, un sistema cableado de medición de tanques con una opción wireless para comunicaciones era costoso y tenía limitaciones para comunicarse a grandes distancias. La red wireless requería repetidores entre tanques, lo que aumentaba la complejidad y los costos de instalación. El sistema tampoco soportaba fácilmente el agregado de nuevos tanques a la red debido a sus complicados requerimientos de configuración.

Una empresa norteamericana lider en el sector de manejo y almacenamiento de productos líquidos a granel tuvo que reemplazar un sistema de medición de tanques cableado obsoleto con una solución wireless basada en la tecnología de SignalFire para llevar la exactitud del monitoreo de nivel del contenido del tanque a menos de 1 mm y las lecturas de temperatura a ±0,9°C. Además de cumplir con los requerimientos de transferencia de custodia de OIML, la mayor exactitud es importante a la hora de controlar inventario y prevenir desbordes y derrames.

 

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Figura 2. Medición de tanques con telemetría wireless SignalFire.

 

En la terminal mencionada se modernizaron 50 de los 230 tanques con un sistema wireless de medición, mientras que 21 de los 80 tanques de otra terminal incorporaron nuevos sistemas wireless.

La solución de medición de tanques wireless y alimentación solar desarrollada por SignalFire permite a los operadores monitorear de manera remota niveles y temperaturas en tanques, lo que se traduce en una mayor eficiencia operativa y cumplimiento de reglamentaciones, además de reducir los costos asociados con pérdida de productos e información inexacta. Este sistema alimenta y transmite datos desde transmisores de nivel de radar y sensores de temperatura inteligentes a un sistema de control ubicado en la terminal.

En operación, los nodos wireless Sentinel HART con alimentación solar recolectan datos a través del protocolo HART y transmiten la información desde los sensores de nivel y temperatura a un gateway.

Un soporte de montaje especial sostiene los nodos y el panel solar, facilitando su instalación en los tanques. Tanto el cabezal Sentinel como el sistema de alimentación basado en un panel solar son aptos para uso en áreas clasificadas (Clase I, División 1).

 

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Figura 3. A través de la red wireless de SignalFire es posible establecer una comunicación HART con los dispositivos de campo conectados a los nodos Sentinel para su configuración y diagnóstico.

 

Un gateway con comunicación Modbus TCP transfiere la información desde la red mesh wireless SignalFire a una red Ethernet, donde es recibida por una HMI a través de un driver que la pasa a un software de gestión de inventario de tanques.

Con los datos recolectados de todos los instrumentos de medición de los tanques a través del sistema de telemetría wireless SignalFire, el software les brinda a los operadores una descripción general completa del contenido del tanque, aportando funciones de inventario y transferencia de custodia con cálculo de volumen neto de acuerdo con API. El sistema wireless también ofrece configuración remota de dispositivos HART (radar y sensor de nivel múltiple), manejo y reporte de alarmas y testeo desde la sala de control.

Utilizando un sistema de red de radio de 900 MHz propietario para las comunicaciones con los dispositivos, el sistema de medición wireless ofrece una transmisión de datos confiable a grandes distancias bajo diferentes condiciones climáticas, enviando información, por ejemplo niveles de tanque o temperaturas, a un sistema de control que puede estar a una distancia de hasta 5 km y, en algunos casos, aún más gracias a la tecnología mesh incorporada inherentemente en la tecnología wireless.

En cambio, los sistemas de telemetría que usan redes de comunicación basadas en la banda de frecuencia de 2,4 GHz, que pueden ser ISA100, WirelessHART y otras soluciones propietarias, permiten sólo distancias de aproximadamente 250 metros entre nodos, además de requerir una red de repetidores para comunicarse a la misma distancia que la solución de 900 MHz de SignalFire, denominada SFRSS (SignalFire Remote Sensing System).

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Figura 4. 50 de 230 tanques de una terminal fueron modernizados con el sistema de medición wireless SignalFire, mientras que en 21 de los 80 tanques de otra terminal se incorporaron nuevas instalaciones wireless.

 

Nuevos sensores de radar reemplazaron transmisores de nivel de radar obsoletos, brindando una medición de nivel continua de líquidos con una exactitud de ±1 mm que está dentro de las especificaciones de transferencia de custodia de OIML estipuladas en la norma R85: 2008.

También se instalaron nuevos sensores de temperatura inteligentes multipunto de NIVELCO, que ofrecen datos de temperatura puntuales o promediados. En cada sonda de cables flexibles de acero inoxidable se encuentran integrados hasta 15 sensores de temperatura inteligentes. Montados en la parte superior del tanque de almacenamiento, los sensores de temperatura permiten una corrección precisa en los sistemas de medición de tanques involucrados en la transferencia de producto por medición de nivel.

El componente de temperatura del sistema también facilita un cálculo más exacto de volumen, ya que, cuando las paredes y el piso del tanque se expanden y se contraen por la temperatura, el volumen real varía según su ubicación.

La capacidad ‘plug-and-play’ de los sensores de radar y temperatura facilitan la configuración, la instalación y la sintonía fina del sistema con un mínimo trabajo de programación o configuración, además de conformar una solución de preingeniería para cumplir con los requerimientos de transferencia de custodia.

Un sensor de presión wireless Pressure Scout, intrínsecamente seguro, sirve como indicador de presión en un regulador de nitrógeno para blanketing en algunos tanques, mientras que, en otros tanques, un nodo digital Sentinel brinda una indicación de apertura-cierre de la válvula manual de un sistema de inyección de productos químicos.

En comparación con otra solución wireless que requería que la medición de nivel y de temperatura estuvieran cableadas al tanque, la solución SignalFire, que alimenta los sensores con una fuente solar, significa una solución más viable a un menor costo.

Al implementar una solución wireless, es posible agregar muy fácilmente tanques a la red según necesidad, ya que no se requieren conductos u otros equipos mecánicos para su instalación.

 

Preparado con el asesoramiento de Pablo A. Batch, Gte. Ingeniería y Servicios, Esco Argentina S.A.

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