Las causas más comunes de las roturas o mal funcionamiento de los sensores sumergibles de nivel hidrostático están relacionadas, en un 90%, con la calidad de la instalación, así como de las medidas tomadas por el fabricante en el proceso de su diseño y fabricación.

Una enumeración básica de estas causas incluye:

Tipo de construcción

La necesidad de asegurar un grado de estanqueidad IP68 para inmersión permanente implica sensores totalmente soldados que, en la gran mayoría de los casos, no son reparables. Si se utilizan juntas tóricas, se deben considerar a la hora de valorar compatibilidades con los fluidos. Además, los diseños de junta tórica son reparables porque es muy probable que se necesiten reparación debido a penetración del fluido a su interior. Para cuando te das cuenta de que necesita ser reparado, puede haber ocurrido un daño mayor y el mayor gasto no será es de la reparación en sí, sino el tiempo de instalación y de inactividad.

Condensación de líquido en el tubo de referencia y en el cable

La causa que genera el 90% de las roturas de los sensores sumergibles de nivel hidrostático es la condensación de agua en el cable y en el tubo de referencia atmosférica, que baja por gravedad hasta alcanzar la electrónica del sensor. El extremo abierto del cable sumergible de los sensores de presión está habitualmente instalado en zonas con un alto % de humedad relativa y las moléculas de agua se difunden fácilmente por el tubo de referencia y a través de los intersticios del cable, tendiendo a condensarse en cuanto existen temperaturas inferiores al punto de rocío (normalmente a mayor profundidad). Evitar este efecto es posible mediante técnicas constructivas y de montaje.

En lo referente a la construcción, se recomienda que el diseño del sensor contemple un tubo de referencia atmosférica sin contacto con la electrónica y sin posibilidad de circulación de aire, de modo que si existe condensación se forme una gota que por capilaridad no tenderá a bajar hasta el sensor. Por otra parte, para evitar que la condensación entre los intersticios del cable sumergible dañe la electrónica, es recomendable que toda la electrónica del sensor esté protegida en un gel protector de silicona u otro material inerte y estanco, que evite en gran medida la humidificación de esta, interponiendo una barrera física.

Respecto al montaje, el punto crítico en toda instalación de estos sensores es, sin lugar a dudas, el punto de conexión eléctrica del cable sumergible. Este es el punto por donde las moléculas de agua se difunden y condensan en el cableado. Por ello se recomienda el uso de cajas de interconexión estancas IP65, que incorporen filtros de polvo, conectores de clemas y un elemento desecante reutilizable, con indicación de saturación de humedad, para mantener seco el aire que penetra en el tubo de referencia atmosférica.

Sobretensión entre la masa y la alimentación del sensor por tormentas eléctricas

Se estima que el potencial de nube a tierra es de 10 a 100 millones de voltios, lo que causa la ionización de las moléculas del aire y la creación de un camino de conducción hacia el suelo. La magnitud del ataque puede ser de 10.000 a 220.000 A, con un tiempo de subida de entre 0.1 y 10 microsegundos. A medida que la energía se descarga en la tierra, el potencial cambia drásticamente, sometiendo a la tierra a más de 10.000 voltios por encima de lo normal.

El mismo fenómeno puede ocurrir en lagos, ríos o embalses, donde la energía se descarga a través del agua, por lo que cualquier dispositivo dentro de ella puede ser sometido a grandes potenciales de voltaje, lo que puede causar daños catastróficos si no están debidamente protegidos. Dado que la mayoría del aislamiento en los cables tiene una clasificación de 600 voltios, es importante proteger la instrumentación sensible y los componentes de control contra la sobretensión y sobrecorriente.

Estadísticamente, pocos rayos caen con más de 200.000 A y una tasa de subida de 200KA/µs, por lo tanto, los sistemas de protección de esta instrumentación deben estar diseñados para prevenir daños debido a ataques cercanos. La especificación más importante es la tensión de "paso" durante el transitorio y los sistemas de instrumentación deben ser capaces de soportar estos voltajes sin daños, mediante supresores o aisladores integrados o externos.

Corrosión de los elementos sumergidos en contacto con el fluido

El acero inoxidable 316 y 316L son aleaciones de hierro con relativamente buena resistencia a productos químicos corrosivos. Sin embargo, cuando se someten a un proceso de soldadura, se crean contaminantes en dicha zona, donde una mayor parte de hierro está expuesta a la superficie sin un alto contenido de cromo, lo que hace que sea más susceptible a la corrosión en contacto con fluidos agresivos.

Una alternativa recomendable para casos muy exigentes es la utilización de sensores de titanio soldados por haz de electrones, pues son mucho más resistentes a la corrosión, incluidas sus soldaduras. También se recomienda valorar otros materiales, como el Hastelloy.

Respecto a los cables, en determinadas aplicaciones se recomienda el uso de materiales como el Hytrel o el PVDF (Kynar) con alta resistencia a hidrocarburos y algunos ácidos respectivamente.

La conexión a tierra del sensor también puede causar problemas de corrosión. Una mala conexión permitirá que fluya corriente entre la carcasa del transductor y la tierra, convirtiendo al sensor en el ánodo de sacrificio de un proceso de electrólisis. Si esto ocurre, las soldaduras desaparecerán y el sensor parecerá haber sufrido un ataque químico, independientemente del material utilizado.

Rotura del cable

La rotura del cable es, lamentablemente, frecuente en sensores instalados en sondeos no entubados, o en aquellas aplicaciones móviles donde el sensor es recolocado en distintos emplazamientos, pudiéndose generar rozaduras abrasivas en el cable y corrimiento de la funda externa respecto a la malla y el entramado interno del mismo por tracción de la superficie externa, sobre todo en sensores con gran longitud y peso total del cable. Por ello se recomienda la utilización de cables de poliuretanos de alta calidad, apantallados con malla metálica y plástico metalizado internos, incluyendo refuerzos contra tracción mecánica. Algunos fabricantes incluyen en el cable una cinta de kevlar con altísima resistencia a la tracción y bajísimo coeficiente de elasticidad, embutido y anclado a la parte trasera del cuerpo del sensor para evitar que sobrecargas mecánicas accidentales sean soportadas por los hilos de señales eléctricas, manteniendo además la integridad del cable en su conjunto, así como del tubo de referencia atmosférica. * Deriva de la medida y falta de estabilidad a medio/largo plazo. Esta es una de las mejores formas de evaluar el diseño y la calidad del sensor, aunque gran parte de los fabricantes no publican este dato porque no tienen un buen control de sus procesos de fabricación y diseño. Independientemente de que la aplicación sea o no exigente en términos de precisión, es muy importante prestar atención a la deriva de la medida, especialmente si la medición de nivel es a largo plazo, como el nivel de un embalse, o se van a comparar la evaporación o las tasas de recuperación entre una prueba y otra, separadas por un plazo de tiempo prolongado. Algunos usuarios desean ver las tendencias que ocurren estacionalmente y la fiabilidad de esos datos de tendencia depende, sobre todo, de cuan estable sea la medida. Si sus futuros proyectos dependen de esos datos, es importante que la tendencia sea real y no el resultado de un sensor inestable. Si tiene dudas o quiere profundizar en estos temas, llámenos o contáctenos por e-mail. ¡Estaremos encantados de ayudarle!