La necesidad de automatizar las estaciones surtidoras de combustible surge a raíz de la forma manual y poco eficiente con la cual se lleva acabo el proceso de medición, el cual no permite conocer con exactitud la cantidad de combustible existente en el tanque y por lo tanto determinar la cantidad real de liquido faltante a la hora de llenar dichos tanques.
Durante mucho tiempo las estaciones de servicios han medido el nivel de gasolina, manualmente, con una regla graduada y debido a estudios realizados sabemos que este proceso de medición esta sujeto a diversos errores tanto de fabricación del instrumento de medida como del personal encargado de realizarlo. Es importante mencionar que por tratarse de una zona altamente peligrosa, debido a la manipulación de líquidos combustibles altamente volátiles, es imprescindible llevar un control y monitoreo del proceso de llenado en la estación a fin de evitar cualquier catástrofe que pueda ocurrir al rebosarse la gasolina una vez que se llene el tanque y a su vez reducir el índice de riesgo de accidentes en dichas estaciones debido a imprudencias por parte de los usuarios. Cabe destacar que debido a la creciente demanda que tienen estas estaciones y la concepción de mundo automatizado en el cual vivimos, surge la necesidad de buscar mejoras a este servicio con la finalidad ofrecer a los usuarios una mayor seguridad de abastecimiento.
El proceso:
El proceso comprende la medición del nivel de gasolina existente en los tanques subterráneos de las estaciones de servicios. Para apreciar como se realiza este proceso es necesario describir y caracterizar tanto el fluido de proceso como los equipos que intervienen en ella con el objetivo de adquirir conocimiento acerca de su funcionamiento y de esta manera entender porque se lleva acabo de esta manera.
Principalmente se debe considerar las características fundamentales del elemento primario de control que en este caso es la Gasolina y su comportamiento con respecto a diversos parámetros. La temperatura, por ejemplo, juega un papel muy importante ya que la gasolina sufre una variación de volumen que es directamente proporcional a la variación de temperatura del medio, a su vez es importante conocer cuales son los componentes que conforman la gasolina ya que es posible que se desprendan gases inflamables que aumenten la presión dentro del tanque conforme su densidad sea mayor con respecto al de la gasolina.
En base a las características del elemento primario de control, los expertos diseñan los tanques destinados para el almacenamiento y deben tomar en cuenta diversas normas entre las cuales se destacan:
- La norma UNE-EN 976-2: Tanques enterrados de plástico reforzados con fibra de vidrio.
- La norma PRFU: Tanques cilíndricos horizontales para el almacenamiento sin presión de carburantes petrolíferos líquidos.
- El Informe UNE 109502: Instalación de tanques de acero enterrados para almacenamiento de carburantes y combustibles líquidos. Los tanques se construyen de chapa de acero, polietileno de alta densidad, plástico reforzado con fibra de vidrio u otros materiales siempre que se garantice la estanqueidad.
Condiciones para el llenado de tanques subterráneos.
Las Conexiones de llenado son dos acoplamientos rápidos, compatibles con la manguera del camión cisterna y las bocas de carga. Estarán fabricadas con materiales que no produzcan chispas al chocar con otros materiales y dispondrán de un sistema de cierre hermético a la desconexión de la manguera de descarga.
En las labores de llenado de los depósitos de almacenamiento de hidrocarburos pueden ocurrir pequeños derrames, para evitarlos, las conexiones de llenado se instalaron en el interior de arquetas estancas, donde se pueden recoger. A todos los tanques se les acoplarán dispositivos para evitar un rebose por llenado excesivo.
La tubería de ventilación.
Cada depósito dispone de una tubería de ventilación por la que se expulsan vapores que son inflamables. Por ello, su ubicación no debe permitir el contacto con una fuente capaz de provocar inflamación o penetrar en los locales vecinos. Tienen una altura mínima de 3.5 metros, y disponen de una rejilla apaga llamas.
La tubería de aspiración.
La tubería de aspiración está provista de una válvula de retención y el punto más bajo de aspiración estará al menos a 15 centímetros por encima del fondo del depósito.
Recuperación de vapores de gasolina en operaciones de carga de depósitos.
Consiste en recoger los vapores de gasolina que se crean durante la carga de la misma en los depósitos enterrados y mediante conducción estancada se transfieren al camión cisterna. De esta manera se evita la pérdida de gasolina por evaporación. Es conveniente que la tubería de recuperación de vapores disponga en el interior del tanque de una válvula flotador para no aspirar gasolina.
Soluciones de Terceros al Problema:
Con el objeto de buscar un marco referencial que nos sirva como punto de partida durante nuestro proceso de automatización se realizó una serie de visitas a varias estaciones de servicio y se pudo conocer que algunas gozan de un servicio de automatización similar al que queremos implementar es por ello que se evaluarán los aspectos claves para determinar, a partir de este sistema, cuales otras alternativas se pueden desarrollar que contribuyan a mejorar el ya existente.
Dicha estación cuenta con un sistema de monitoreo colocado en el tanque almacenador de gasolinera por medio del cual se pueda controlar los niveles de dicho combustible. Este sistema es el Veeder-Root TLS-350 el cual 350 monitorea los niveles de producto en los tanques. Esto ayuda a los usuarios de manera significativa ya que este sistema se puede configurar a manera de activar diferentes alarmas indicadoras, las cuales señalizan en su debido momento si el tanque esta a punto de sobrepasar su nivel mínimo o máximo, también indica la temperatura dentro del mismo, ya que se debe considerar que a mayor temperatura el volumen de gasolina dentro del tanque es mayor debido a que ésta tiende a expandirse.
Planteamineto de soluciones:
El desarrollo cada día mas acelerado de la electrónica nos ha estado brindando nuevos sistemas de Medición de Nivel, cada vez más sofisticados y a costos cada vez menores, que hacen cada día más obsoleta nuestra folklórica "varilla". No obstante, muchos principios físicos tradicionales tienen particularidades técnicas o prácticas que los mantienen siempre vigentes.
Se tienen varias propuestas para dar solución tomando en cuenta que no se puede trabajar con cualquier tipo de de instrumento dentro del deposito de gasolina ya que esta tiene una atmósfera muy inestable y dentro del mismo no se puede instalar ningún tipo de circuiteria que esté en contacto con el liquido y mucho menos con los gases derivados de gasolina, ya que si existe alguna falla dentro del dispositivo (corto circuito) y genera algún tipo de chispa los resultados serán desastrosos.
Entre las propuestas tenemos los siguientes sensores:
SENSOR/EMISOR ANALÓGICO DE NIVEL PARA COMBUSTIBLE
(SERIES ESS)
Gentech Internacional ha seleccionado de entre sus Sensores de Nivel de Líquidos Extendidos (Serie ESS), una matriz de 3 sensores con las longitudes y opciones de montajes más populares. Estos sensores son para uso en aplicaciones en combustible, no demanda ningún tipo de calibración y conmutan en diferentes niveles de diesel.
La boya del sensor conmuta con una serie de Ampollas que tienen una escala de firmezas dependiendo del tipo de Nivel del Liquido. La boya de Caucho artificial (N), es valido para líquidos con una Gravedad Mínima Específica (SG) de 0.4 y con el tallo de latón, operará en temperaturas superiores a 110ºC. El tallo del sensor es válido en 3 Standard de longitudes, se han comprobado ser el más popular 220mm, 500mm y 1000 mm.
La parte superior del sensor dispone de métrica M16, el sensor puede ser montado internamente, además es posible convertir a través de un adaptador a una unidad de fijación o sistema de montaje externo.La combinación del latón y del Caucho artificial hace que el sensor sea ideal para todo tipo de hidrocarburos.
Múltiples puntos de medida de nivel: EVS MULTIPOINT
Este tipo de sensores se emplea en tanques o en compartimientos cuando es necesario estar informando nivel de líquido exacto. Una solución es tener múltiples puntos de detección, para ello se monta una cadena de sensores y en un punto dado, la indicación del nivel de fluido se registra.
Gentech ha diseñado una variedad de sensores dentro de la serie de EVS, que se monta típicamente en la tapa del tanque, con hasta 4 suiches de paso, con 2 o 4 flotadores en un solo vástago. Con una combinación de flotadores sobre una longitud de hasta 1 metro para dar el nivel alto y bajo en una zona o 4 puntos independientes del suiches como la solución más rentable. Incorpora cableado integral de 2 alambres por interruptor o una matriz de salidas de cableado y de conmutación, es posible economizar costo dentro del circuito de control.
Este dispositivo se puede encontrar en una gran gama de materiales, acero inoxidable, o vástago de cobre amarillo con el flotador en caucho artificial. Estos materiales ofrecen tenacidad química a una gran cantidad de líquidos: agua, agua desionizada, hidrocarburos, mezcla de agua y glicol y líquidos inflamables. Hay varias opciones del montaje para instalación interna o externa del tanque. Las conexiones eléctricas pueden ser al aire o con un conectador especificado para permitir la instalación rápida y facilitar el mantenimiento dentro del tanque.
Comparacion y Factibilidad Economica:
Estas son algunas de las alternativas para la compra los sensores en la primera opción de múltiples puntos ofrece la mayor exactitud pero el equipo es mas costo tiene menor tiempo de instalación y de fácil mantenimiento tiene un coste de 195.00$ por cada flotador e y interruptor adicionar y por lo general se utilizan 4 flotadores con sus interruptores individual. Otras de las posibilidades es usar el sensor de la serie ESS que es diseñado especificamente para trabajar con combustibles en cualquier condicion, no demanda nngun tipo de calibracion, aparte es de bajo mantenimiento, su instalacion requiere sacar de operacion el tanque de almacenamiento por varios dias si la instalacion es interna, esto influye directamente sobre la produccion pero a lo largo es beneficioso porque no hay que hacer mantenimiento constante y su precio es moderado.
tabla comparativa sensores
EVS MULTIPOINT
SENSOR/EMISOR ANALÓGICO DE NIVEL PARA COMBUSTIBLE (SERIES ESS)
Esquema de el tablero de control como propuesta alternativa
DIAGRAMA DE PROCESO
ES PRESENTABLE UN ESQUEMATICO DE EL ALMACENADOR DE COMBUSTIBLE CON SUS DIFERENTES PARTES Y CONTROLADORES COMO DE MUESTRA EN LA FIGURA 1
figura 1En la figura dos se puede observar los diferentes equipos de control estos seran espesificados con mas detalles en la INGENOERIA BASICA en los planos de autocad.
figura 2
