¿Cómo se utilizan los interruptores de presión y temperatura en las plantas químicas?

Los interruptores de presión y temperatura ayudan a proteger los procesos químicos al reaccionar en el momento en que se supera un valor de consigna de presión o temperatura. Pueden activar una alarma, poner en marcha o detener equipos, o interrumpir automáticamente un proceso antes de que los reactores, las bombas o los depósitos de almacenamiento funcionen fuera de los límites de seguridad.

Ashcroft es una empresa líder reconocida en el sector de la instrumentación de presión y temperatura. Llevamos décadas ayudando a nuestros clientes a comprender los factores clave que deben tenerse en cuenta a la hora de seleccionar instrumentos para aplicaciones exigentes de procesamiento químico.

Lee este artículo para descubrir dónde se pueden encontrar los interruptores de presión y temperatura en los procesos químicos y qué aspectos debes tener en cuenta a la hora de elegir uno para tu aplicación.

¿En qué procesos químicos se utilizan los presostatos?

Los presostatos están presentes en todo tipo de operaciones químicas y petroquímicas, donde suelen desempeñar una de estas dos funciones: alertar al operador de que una variable se ha salido del rango establecido, o poner en marcha, detener o interbloquear automáticamente los equipos. A continuación se presentan algunos ejemplos concretos de su uso:

• Bombas y compresores. Un interruptor de baja presión detiene la bomba antes de que funcione en seco o se produzca cavitación, lo que protege los equipos utilizados en procesos de productos químicos agrícolas, bioquímicos y de etanol, en los que un caudal constante es fundamental para la calidad del producto.
• Filtros y tamices. Un presostato puede controlar la caída de presión a través de un filtro o tamiz y avisar al operario cuando sea necesario limpiarlo o sustituirlo, una técnica que se utiliza en la separación de gases y en la destilación fraccionada.
• Depósitos de almacenamiento. Los presostatos protegen los depósitos de almacenamiento a granel de productos químicos, lubricantes y gases frente a situaciones de sobrepresión o vacío.

¿En qué procesos químicos se utilizan los termostatos?

Los interruptores de temperatura avisan a los operarios cuando la temperatura del sistema se sale del rango establecido y, automáticamente, ponen en marcha, detienen o bloquean los equipos. Entre los ejemplos de su uso en plantas químicas se incluyen:

• Reactores discontinuos y monitores de reacciones exotérmicas. Un interruptor de temperatura activa una alarma o pone en marcha un sistema de refrigeración de emergencia cuando una reacción supera un umbral de seguridad, una medida de protección habitual en los procesos discontinuos de productos químicos especializados y agrícolas.
• Fermentación y calentamiento industrial. Los interruptores de temperatura controlan las fases de cocción, fermentación y destilación en operaciones relacionadas con el etanol y la bioquímica.
• Quemadores y calderas. Los interruptores térmicos protegen los quemadores y las calderas que suministran calor a las líneas de producción de plásticos y polímeros, desconectando la fuente de calor antes de que se supere un límite de seguridad.

Figura 1: Aplicaciones habituales de los interruptores de presión y temperatura 

¿Las aplicaciones químicas requieren que los interruptores cuenten con una carcasa especial y cumplan determinados requisitos de certificación?

Las aplicaciones químicas pueden requerir distintos grados de protección y certificaciones, dependiendo del lugar en el que se instale el interruptor y de las condiciones a las que se vaya a enfrentar. Por ejemplo:

• La clasificación NEMA 4X ofrece protección frente a condiciones como el polvo arrastrado por el viento, la lluvia y el agua proyectada con manguera. 
  
  

• La norma NEMA 7 se aplica a los entornos de Clase I en los que pueden estar presentes gases o vapores inflamables, mientras que la norma NEMA 9 se aplica a los entornos de Clase II en los que el polvo combustible puede suponer un riesgo. Ambas clasificaciones pueden ser relevantes en áreas de procesamiento químico y petroquímico. Más información sobre las normas NEMA 4X/7/9.
  
  

• Es posible que se requiera la certificación del Nivel de Integridad de Seguridad (SIL) cuando el interruptor forme parte de una función instrumentada de seguridad. En estas aplicaciones, la documentación relativa al SIL ayuda a verificar que el dispositivo sea adecuado para el nivel de reducción de riesgo requerido. Más información sobre el SIL para interruptores. 

Por lo tanto, la carcasa adecuada y las homologaciones pertinentes dependen de la aplicación, y no simplemente de si el instrumento se utiliza en una planta química.

¿Cómo se protegen los interruptores de los medios de proceso corrosivos?

Se puede proteger un interruptor de presión o de temperatura frente a los medios corrosivos del proceso adaptando el material del diafragma en contacto con el fluido al proceso y añadiendo un sello de diafragma para aislar el interruptor de presión cuando no se disponga de ningún material compatible. En el caso de un interruptor de temperatura, se utilizaría un pozo termométrico. 

La corrosión es una de las principales causas de averías en los instrumentos utilizados en aplicaciones químicas, y el sistema de accionamiento de un interruptor es tan vulnerable a la corrosión por picaduras, la corrosión interlaminar y la corrosión por tensión como el tubo de Bourdon de un manómetro. 

Antes de elegir un sello de diafragma, debes asegurarte de que el material en contacto con el fluido del sello sea compatible con tu proceso. Para ello, puedes utilizar la herramienta de selección de materiales de Ashcroft®. 

Figura 2. Conjunto formado por un sello de diafragma y un presostato

¿En qué se diferencian los interruptores de presión y los de temperatura para aplicaciones químicas?

La elección del interruptor adecuado depende de la variable que se vaya a medir, del rango de presión o temperatura, de las condiciones ambientales, de los requisitos para entornos peligrosos y del tipo de alarma o función de control que se requiera.

Los siguientes interruptores Ashcroft son ejemplos de varias configuraciones que pueden utilizarse en aplicaciones químicas y petroquímicas.

Interruptor de presión en miniatura a prueba de explosiones

Un presostato compacto puede ofrecer funciones de alarma y control en espacios reducidos y en los que se requiera protección para zonas peligrosas.

Ejemplo: Interruptor de presión miniatura a prueba de explosiones Ashcroft® Serie A
Rango: De vacío a 15 000 psi
Carcasa: NEMA 4X, 7, 9, IP67
Función habitual: Alarma y control de presión en áreas de procesos químicos peligrosos

Presostato y presostato diferencial a prueba de explosiones

Los presostatos y los presostatos diferenciales pueden proporcionar funciones de alarma y control para aplicaciones que van desde la medición de la presión de proceso hasta la medición de la presión diferencial.

Ejemplo: Ashcroft® Serie B, modelos B7 y D7
Gama: B7, desde vacío hasta 3.000 psi; D7, diferencial de 30 pulgadas de H₂O hasta 600 psid
Carcasa: NEMA 7/9, IP66
Función habitual: Alarma y control de presión o presión diferencial en zonas peligrosas

Interruptor de temperatura de un solo punto de consigna

Un interruptor de temperatura de un solo punto de consigna puede activar una alarma o una acción de control cuando la temperatura del proceso alcanza un punto predeterminado.

Ejemplo: Interruptor de temperatura a prueba de explosiones Ashcroft® T7
Rango: de -40 °F a 750 °F (de -40 °C a 400 °C)
Carcasa: NEMA 7/9, IP66
Función habitual: alarma y control de temperatura en áreas de proceso peligrosas

Interruptor de temperatura de doble punto de consigna

Un interruptor de temperatura de doble punto de consigna ofrece dos puntos de consigna ajustables de forma independiente, lo que permite que se activen diferentes acciones a distintas temperaturas.

Ejemplo: Interruptor de temperatura a prueba de explosiones Ashcroft® serie PT, NEMA 7/9
Rango: Depende del modelo; varía desde -40 °F a 60 °F hasta 500 °F a 750 °F
Carcasa: NEMA 7/9, IP66
Función habitual: Aplicaciones que requieren respuestas de temperatura por etapas, como una alarma seguida de una parada

Puntos clave

• Los presostatos responden a la presión del proceso. Accionan un microinterruptor mecánico cuando se alcanza un valor de consigna para abrir o cerrar un circuito eléctrico, mientras que los termostatos realizan una función de control similar en respuesta a la temperatura.
• Ambos instrumentos pueden realizar funciones de alarma y control. Pueden alertar al operador cuando una variable se sale del rango establecido e iniciar acciones como poner en marcha, detener o apagar los equipos.
• Hay que tener en cuenta la aplicación concreta. El rango de presión o temperatura, los requisitos de punto de consigna, los medios de proceso, las condiciones ambientales y las clasificaciones de zonas peligrosas pueden influir en la elección del interruptor.
• La compatibilidad de los materiales es importante. Los materiales en contacto con el fluido deben ser compatibles con los medios del proceso, y un sello de diafragma puede proporcionar un aislamiento adicional cuando sea necesario.
• Los requisitos relativos a la carcasa y a las zonas peligrosas son importantes. La protección adecuada depende del lugar donde se vaya a instalar el interruptor y de las condiciones que haya en esa zona.
• La configuración de los puntos de consigna influye en la estrategia de control. Los conmutadores de un solo punto de consigna y de dos puntos de consigna pueden adaptarse a distintos requisitos de alarma, control y parada.

¿Quiere saber más?

Los interruptores de presión y temperatura son solo una parte de la selección de instrumentos para procesos químicos y petroquímicos exigentes. Para obtener más información, consulta los recursos relacionados que figuran a continuación o ponte en contacto con un experto en productos de Ashcroft para que resuelva tus dudas.

Mientras tanto, descárgate nuestro Guía de aplicaciones químicas y petroquímicas para obtener más información sobre las aplicaciones más habituales, los aspectos clave a tener en cuenta a la hora de elegir una válvula y las soluciones de medición de presión y temperatura para entornos químicos agresivos.