Los debates en torno al diseño de un sistema de muestreo generalmente se centran en el diseño correcto de un plan de muestreo completo para una aplicación específica, desde el diseño y el funcionamiento del sistema integral hasta el diseño de los equipos individuales requeridos para completar el diseño del sistema en cuestión. Mientras que el diseño correcto de un sistema completo y sus equipos asociados es indudablemente el objetivo principal, el valor inherente de un sistema de muestreo puede ser mayor que su capacidad de satisfacer los requisitos de una aplicación específica; este valor puede mejorarse mediante la incorporación de disposiciones que permitirán ajustes futuros de los equipos de muestreo y funcionamiento del sistema. Estos ajustes pueden volverse necesarios con el paso del tiempo para ajustar o calibrar con precisión un protocolo de muestreo o para considerar los cambios en el proceso desde el que se extraen las muestras.
A fin de alcanzar su máximo potencial, un cierto tipo de flexibilidad debe ser una parte inherente del diseño de ambos sistemas de muestreo y de los equipos de muestreo individuales.
El equilibrio correcto
En lo que respecta al diseño, casi siempre es necesario realizar concesiones: una modificación en un área puede generar un resultado más positivo en esa área en particular, pero también podría provocar un resultado negativo en otra área. Por lo tanto, la clave es siempre buscar formas de incorporar la ajustabilidad en los sistemas de muestreo y en los equipos con un impacto mínimo en las funciones, el mantenimiento y, por supuesto, los costos.
Generalmente, los sistemas de muestreo son plantas de manipulación de materiales de pequeña escala que incluyen varios tipos de equipos. Además de los equipos de muestreo en sí, también se utilizan con frecuencia los transportadores de cinta, los chancadores y los recolectores de muestras. Independientemente del equipo en cuestión, cada uno ofrece una oportunidad de mejorar la flexibilidad de la solución de muestreo.
Ejemplos de flexibilidad
Vista interna de una compuerta de flujo.
Mientras que el diseño de los equipos puede permitir una flexibilidad del sistema, también se puede aportar mucha flexibilidad durante la programación del sistema de muestreo. Algunos ejemplos son los diferentes conjuntos de configuraciones de sistema que se cambian automáticamente según los diferentes tamaños de lotes, los diferentes modos de funcionamiento que pueden ajustarse a los requisitos del proceso (por ejemplo, lote o flujo continuo) o las disposiciones de programación que permitan fácilmente la incorporación de entradas de señal (por ejemplo, sensores de flujo, báscula de cinta). La programación de los sistemas de muestreo ofrecen lo que es seguramente el mejor valor de flexibilidad adicional en el diseño. Al aplicar cierta creatividad durante la programación, se pueden lograr muchos cambios mediante el uso de hardware relativamente sencillo.
Muchas posibilidades
Existen muchas posibilidades para añadir flexibilidad a una solución de muestreo, demasiadas para incluirlas todas aquí. La clave es que, al desarrollar un sistema de muestreo, es importante considerar las formas posibles en las que su proceso podría cambiar, además de las formas posibles en las que podrían utilizarse los equipos de muestreo durante la vida útil de los equipos. Luego, se deben incorporar los ajustes que pueden representar estos cambios potenciales, si esto es posible. Trabajar estrechamente con el fabricante de su sistema de muestreo puede garantizar que el sistema y los equipos seleccionados para su aplicación se adapten de forma perfecta a su situación actual, mientras se considera cualquier necesidad futura anticipada.
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Uno de los cambios más comunes que podemos observar con los equipos de muestreo está relacionado con las cortadoras de muestra. Generalmente, el ancho de las cortadoras de muestra está relacionado con el material que se manipula en una aplicación en particular. Por lo tanto, los cambios en una aplicación que afectan el tamaño superior nominal del material del que se va a recolectar una muestra cambiarán a su vez el ancho mínimo que se requiere para dicha aplicación. Los ajustes menores generalmente se realizan con bordes de cortadora ajustables en las cortadoras de muestra. Esta puede ser una opción efectiva, pero no siempre se la puede aplicar en todos los casos. En algunas aplicaciones, los diseños de borde de cortadora ajustable pueden afectar de forma negativa el flujo de material hacia y alrededor de la cortadora, lo que introduce errores al proceso de muestreo o problemas de manipulación de materiales relacionados con la acumulación de material o el desgaste excesivo.
Bordes de cortadora ajustables y reemplazables.
En otros casos, los bordes de cortadora ajustables no son adecuados para el funcionamiento del equipo, como ocurre con los equipos de muestreo de cinta transversal, donde el impacto posiblemente provoque daños en los bordes de cortadora ajustables. Por lo tanto, ¿qué puede hacer si no se utilizan los bordes de cortadora ajustables? En estas circunstancias, la respuesta sería aplicar un enfoque más modular en lo que respecta al diseño del equipo de muestreo. Básicamente, esto implica el diseño de un equipo de muestreo que admita la gama de cortadoras más amplia posible y, al mismo tiempo, que requiera el reemplazo de la menor cantidad de piezas posibles. En el caso de los equipos de muestreo de cinta transversal, esta modularización tiene como resultado un conjunto de cortadoras y sus correspondientes placas deflectoras que pueden reemplazarse si cambian los requisitos de ancho de cortadora. En un equipo de flujo de caída, esta podría ser una sección frontal extraíble de una cortadora que puede reemplazarse con una nueva sección, lo que permite un ancho de abertura diferente.
Otro cambio relacionado con la cortadora que podemos observar es la velocidad de la correa de una cinta transportadora que alimenta a un equipo de muestreo de flujo de caída. La velocidad de la correa determina la trayectoria que recorrerá el material que se descarga de la cinta transportadora. Generalmente, las velocidades más rápidas de la correa elevarán la trayectoria y las velocidades más bajas la reducirán. Si el conjunto de la cortadora está diseñado con subconjuntos modularizados, la posición de la cortadora puede modificarse mediante el reemplazo de los subconjuntos más pequeños relacionados con el montaje de la cortadora, sin la necesidad de reemplazar el conjunto completo de la cortadora (o al menos una parte más grande y más costosa de un conjunto de cortadora).
En el caso de las cintas transportadoras de muestras, una forma relativamente sencilla de añadir flexibilidad es simplemente incluir un variador de frecuencia en el motor de la cinta transportadora. A medida que cambian los requisitos de un protocolo de muestreo, también generalmente cambiará la cantidad de material de muestreo que se procesa dentro de un sistema de muestreo mecánico. A su vez, el cambio en la cantidad de material manipulado generalmente requerirá un cambio en la velocidad de las cintas transportadoras de muestreo. Un variador de frecuencia ofrece un medio sencillo para cambiar la velocidad de la cinta transportadora. Si será necesario realizar cambios frecuentes de velocidad, también es posible automatizar las funciones de un variador de frecuencia, donde los cambios en la configuración accesible por el usuario activarán un cambio automáticamente en la configuración del variador de frecuencia para modificar la velocidad de la cinta transportadora. La velocidad de la cinta transportadora es una forma de controlar la alimentación de material a través de un sistema de muestreo.
Variador de frecuencia.
Otra opción es el uso de una compuerta de flujo. Una compuerta de flujo es una placa ajustable verticalmente (o con una disposición similar) que se utiliza para controlar el volumen del material que pasa por un punto en particular de una cinta transportadora. Puesto que el ancho del tablero es fijo, la altura a la que se coloca la compuerta de flujo determinará la profundidad de la carga en la cinta transportadora y, por lo tanto, el volumen del material que fluye aguas abajo de la compuerta. Esto es útil para ajustar con precisión el funcionamiento del sistema de muestreo, debido a que permite el control del tiempo que el material fluye en una cinta transportadora de muestra, y esto es útil para garantizar que se pueda extraer la cantidad correcta de incrementos del flujo desde la cinta transportadora.
