I radar di processo nella produzione di asfalto

La nuova generazione di radar di processo Endress+Hauser è stata impiegata da una raffineria per una misura di livello su stoccaggio del polimero SBS. Si tratta di una gomma sintetica utilizzata in questo caso per produrre asfalto autodrenante

di Luca Romani

In qualità di Product Manager per le misure di livello in Endress+Hauser Italia, una parte importante del mio lavoro consiste nel fornire consulenza su applicazioni specifiche. In pratica i clienti, così come i colleghi della forza vendita, mi sottopongono dei compiti di misura e io li aiuto a “fare la cosa giusta” grazie a un’esperienza pluridecennale maturata sul campo. La mia azienda dispone di un range di prodotti completo per la misura di livello, e di conseguenza è facile trovare il sensore più idoneo all’applicazione.
I casi applicativi complicati però sono sempre in agguato, e quindi prima di fare una scelta è meglio approfondire tutte le condizioni che possono influenzare la misura: la tipologia del prodotto da misurare, la geometria del serbatoio, la posizione e l’altezza del tronchetto di installazione, la posizione dell’ingresso di carico prodotto, la sua dinamica e altro ancora.
L’importanza della costante dielettrica
Di recente sono stato contattato da una raffineria del centro Italia per una misura di livello su stoccaggio di polimero SBS, un prodotto che sinceramente non conoscevo. SBS, acronimo di Stirene-Butadiene-Stirene, è una gomma sintetica molto usata nella fabbricazione di pneumatici, ma nel nostro caso viene addizionata al bitume per produrre l’asfalto autodrenante, provvidenziale per la guida in autostrada sotto la pioggia. Il cliente aveva già utilizzato un radar a spazio aperto e uno a onda guidata GWR di altri produttori con risultati insoddisfacenti, e questo costituiva di per sé un campanello di allarme. Il parametro più importante per definire l’applicabilità di un misuratore di livello a microonde (radar a spazio o GWR) è la costante dielettrica del prodotto: maggiore è la costante dielettrica, maggiore è l’eco riflesso e quindi l’efficienza della misura. Non è però sempre semplice risalire a tale valore, e le ricerche effettuate sul web avevano dato risultati scarsi se non addirittura poco attendibili. Solo un sito infatti riportava un valore di costante dielettrica pari a 6,5 ma, considerando la composizione del polimero, non sembrava affidabile. Ho così richiesto un campione del prodotto per misurarne direttamente la costante dielettrica.

Test con il radar per solidi sfusi
Il famigerato SBS risultava già sospetto a prima vista: leggerissimo, espanso, con molta aria e poco prodotto. La misurazione della costante dielettrica ha poi confermato i dubbi: DK < 1,3. Parliamo quindi di un valore molto complesso per la misura. Nei casi applicativi in cui ci siano incertezze sull’affidabilità, e se le condizioni generali lo consentono, ci rediamo disponibili per fare dei test con strumenti demo. Abbiamo quindi spedito alla raffineria il migliore modello di radar per solidi sfusi di Endress+Hauser: Micropilot FMR67. Si tratta di un radar a modulazione di frequenza FMCW con emissione a 80 GHz, un prodotto all’avanguardia nella tecnologia radar nell’industria di processo. Ecco alcune delle caratteristiche peculiari di FMR67: range massimo di 125 mt., angolo di emissione ristretto a 3,5° già con antenna DN80, geometria dell’antenna “drip off” che minimizza i depositi e le condense, dispositivo di inclinazione sulla flangia per orientarlo in direzione del prodotto, purga d’aria sull’attacco al processo per operazioni di pulizia dei depositi. Il prodotto è stato progettato secondo la norma IEC 61508, ed è quindi idoneo a sistemi di sicurezza SIL2/3; può inoltre essere dotato delle funzionalità Heartbeat Technology per controllo, verifica e monitoraggio delle condizioni di processo.

Il funzionamento è ottimale dalla programmazione di base
Una volta installato il radar e fatta la programmazione di base (taratura di pieno e di vuoto per il settaggio dell’uscita in corrente), il cliente mi ha chiesto di andare personalmente a verificare la bontà della misura, così da effettuare le ottimizzazioni necessarie per ottenere il massimo dell’affidabilità, vista la natura del prodotto da misurare. In effetti il radar, semplicemente installato, configurato e lasciato in perpendicolare senza inclinazione, stava già funzionando in modo perfetto, ragione per cui la mia visita è risultata più di cortesia che di efficacia. La qualità delle nuove tecnologie radar a 80 GHz in modulazione di frequenza FMCW rende semplici anche le applicazioni all’apparenza più ostiche.l

Autore: Luca Romani, Product Manager Level Measurement in Endress+Hauser Italia