Automatización de Procesos Industriales: Ventajas, Aplicaciones y Terminología Esencial

¿Qué es la Automatización de Procesos?

La automatización de procesos es la sustitución de tareas tradicionalmente manuales por su ejecución automática mediante máquinas, robots o cualquier otro tipo de automatismo.

Ventajas de la Automatización de Procesos

La automatización genera mejoras significativas en costos, servicio y calidad. El trabajo se vuelve más rápido y no requiere la misma cantidad de operarios que antes eran necesarios. Otras ventajas clave incluyen:

• Aumento de la producción.
• Menor gasto energético.
• Mayor seguridad para los trabajadores.

Beneficios de la Automatización en Procesos Mineros

La implementación de herramientas de procesamiento digital de imágenes y datos, el desarrollo de nuevos métodos y tecnologías para reconocer patrones en problemas asociados a la minería, y la adecuada utilización de tecnologías de automatización en la industria minera, permiten obtener:

• Aumentos de productividad.
• Disminución de costos.
• Aumentos de continuidad operativa.
• Mejoras en la seguridad y salud laboral.

Campos de Aplicación de la Automatización en Procesos Mineros

La automatización en la minería abarca diversas áreas, incluyendo:

• Automatización de vehículos y maquinaria minera móvil.
• Desarrollo de sistemas de conducción asistida.
• Desarrollo de sistemas de sensorización y toma de decisiones en tiempo real para minas subterráneas y a cielo abierto.
• Optimización de sistemas eléctricos de potencia mineros, capaces de manejar adecuadamente perturbaciones y armónicas generadas, entre otros.

Etapas Clave para la Automatización de Procesos

La implementación exitosa de la automatización sigue una serie de pasos estructurados:

1. Análisis del proceso: Se estudia el proceso completo para identificar puntos de mejora y optimización.
2. Búsqueda de soluciones: Se investigan y seleccionan elementos sustitutivos para la situación actual, como robótica industrial, maquinaria específica, PLCs (Controladores Lógicos Programables) y otras tecnologías.
3. Estudio de los costos de inversión: Se evalúan las diferentes soluciones para determinar cuál ofrece el retorno de inversión más rápido y eficiente.
4. Instalación: Una vez elegida la solución, se asegura su correcta instalación y puesta a punto.
5. Formación del personal: Se capacita al personal para manejar pequeñas reparaciones, rearmes, cambios de herramientas y otras tareas relacionadas con el nuevo sistema automatizado.
6. Comprobación: Una vez que el automatismo está en marcha, se verifica su funcionamiento para asegurar que cumple con los objetivos deseados.

Conceptos Fundamentales en Instrumentación y Control

Campo de Medida o Rango (RANGE)

Es el conjunto de valores, dentro de los límites superior e inferior de medida, en los cuales el instrumento es capaz de trabajar de forma confiable.

Alcance (SPAN)

Es la diferencia entre el límite de operación superior del instrumento y el inferior, bajo las condiciones necesarias para el control.

Error

Se define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero.

Exactitud (ACCURACY)

Capacidad de un instrumento para proporcionar valores con errores pequeños. Si un instrumento está calibrado correctamente, los errores aleatorios inevitables harán que los resultados de la medición tengan una cierta dispersión.

Precisión (Resolución)

Esto es la tolerancia mínima de medida que permitirá indicar, registrar o controlar el instrumento. En otras palabras, es la mínima división de escala de un instrumento indicador.

Sensibilidad (SENSITIVITY)

Es la variación en la salida del instrumento por unidad de variación de la variable del proceso (entrada). En definitiva, se puede decir que es la ganancia del instrumento.

Repetibilidad (REPEATABILITY)

Es la capacidad de un instrumento de repetir el valor de una medición de una misma variable real en una única dirección de medición.

Histéresis (HYSTERESIS)

El amortiguamiento más el rozamiento provocan un consumo de energía en la carga y descarga de los instrumentos. Debido a esto, la curva de calibración ascendente no coincide con la descendente.

Zona Muerta (DEAD ZONE o DEAD BAND)

Es el máximo campo de variación de la variable en el proceso real para el cual el instrumento no registra ninguna variación en su indicación, registro o control. Es el área de valores de la variable que no hace variar la indicación del instrumento.

Saturación

Es el área en la cual el instrumento ha sobrepasado su capacidad máxima de operación, por lo que presenta un comportamiento distinto a la operación normal y, por lo tanto, no confiable.

Tipos de Variables en Procesos Industriales

Variables Físicas

• Caudal (másico y volumétrico)
• Presión
• Temperatura
• Nivel (de líquidos y sólidos)
• Velocidad
• Peso
• Humedad
• Punto de rocío

Variables Químicas

• pH
• Conductividad eléctrica
• Redox