Entrevista a José Francisco Trenado, product manager de sensores avanzados de Sick Optic España

En realidad, depende del área de aquella industria donde se vaya a trabajar. Me explico. En general, cualquier industria, sea cuál fuere su actividad, dispone de tres ámbitos básicos de actuación: producción o elaboración, envasado o packaging y logística. El primero, hace referencia al producto en su estado original, por ejemplo leche o grano cuando proceden de una explotación agraria o ganadera y que posteriormente se deben lavar, esterilizar o tratar. En esta fase, no se utilizan sensores convencionales y sí aquellos que determinan la presencia de producto, miden temperatura, caudal o nivel. El segundo, es el intermedio donde se envasa el producto dentro de un recipiente que posteriormente se sellará a fin de garantizar su conservación, así como etiquetas, fecha de caducidad y código de barras. En este caso, se utilizarán sensores de presencia a base de fotocélulas o inductivos, pero también de color, contraste, etc. Su función es la detección de letras, logos, emblemas pero también de marcas en el envoltorio que indican a la máquina dónde sellar el producto. Y también se usan sensores de posición que determinan el lugar dónde se halla el producto y a qué distancia. Y finalmente, el ámbito logístico cuando los productos se colocan en cajas que posteriormente se agrupan en lotes y de ahí en palés listos para su distribución. Por lo tanto, los sensores de medición y control se concentran, básicamente, en las fases de producción y envasado. Durante la etapa de producción hay que tener en cuenta que algunos sistemas no se pueden emplear. Los sensores que funcionan con láser o luz se han de evitar si se producen vapores o salpicaduras, ya que si se mancha la óptica, la señal que nos proporciona es falsa. Incluso podría fallar. En el caso de líquidos, grasas o pulpa, y más si se dan salpicaduras, los sensores de tipo óptico tienen sus limitaciones.

En situaciones como las que mencionaba, se recomiendan sensores que funcionan por ultrasonidos. El procedimiento es el siguiente: el dispositivo envía una onda, que rebota sobre el producto y regresa a su punto de partida. Se calcula la distancia a la que se halla el producto en función del tiempo que tarda en ir y volver, para así obtener un nivel. Cuando los productos son pastosos o adhesivos representan un problema para todos aquellos sensores que actúan en contacto con ellos, ya que si baja el nivel y el producto se adhiere, falsea la señal (cree que hay un nivel determinado cuando en realidad no es así). Es entonces, cuando se utilizan sensores por ultrasonidos sin contacto. Su particularidad reside en que la membrana de donde sale la señal es de PTFE, por lo que no le afectan las salpicaduras, resisten mejor las temperaturas elevadas y están indicados para todos aquellos productos que producen gases, como el grano almacenado. Si por ejemplo no hay riesgo de adherencia del alimento, un ejemplo sería la leche (sube y baja el nivel pero no se queda enganchada) los sensores con varilla también son una buena opción. Su mecanismo es el siguiente: envía un impulso electrónico desde la parte superior y alrededor de la varilla, conocido como microondas guiadas, esta señal baja, rebota cuando llega al producto, regresa, vuelve a subir y en función del tiempo que ha tardado en realizar el trayecto, o tiempo de vuelo, se calcula la distancia a la que está el nivel de fluido.

Cuando no necesitamos conocer el nivel continuo (máximo, mínimo y por la zona del medio) tan solo el de alarma (máximo y mínimo nivel) existen otros equipos en forma de horquilla o diapasón. Disponen de un sistema electrónico y otro con vibración que se amortigua al llegar al líquido. Entonces, el primero detecta este cambio de estado y proporciona una señal que indica si hemos alcanzado el límite de nivel máximo o mínimo, en función de lo que nos interese. Se trata de unos dispositivos diseñados en función de la normativa higiénica, por lo que disponen de un pulido especial que se aprecia, sobre todo, al microscopio. De esta manera, se evita que se deposite producto y sea más fácil despejar los residuos que hubieran podido quedar.

Básicamente, son los mismos equipos pero con unas condiciones mecánicas distintas que cumplan la normativa correspondiente que regula el sector alimentario. Por ello, son dispositivos sin roscas, cantos o pequeñas hendiduras que faciliten el almacenamiento o incluso adherencia de los alimentos. Así se evita la presencia de bacterias y el riesgo de una posible contaminación del producto final. Además suelen ser lisos, de forma que se facilite su limpieza e higiene. En alimentación hay dos aspectos básicos a considerar: detección y cumplimiento de las normativas higiénicas.

Otra circunstancia que genera algún que otro problema tiene lugar cuando los productos producen espuma, ya que también falsean la señal que podamos obtener. En esta situación, se recurre a equipos como los traductores de presión provistos de una membrana con diferentes escalados que se sitúa en la parte de abajo del depósito. Según la columna de líquido que tenga encima hace una presión que varía si la columna sube o baja. Es decir, convierten una presión, en función del nivel de líquido, en una señal eléctrica. A más nivel, más señal eléctrica y al revés. Si lo que se pretende es medir el nivel de sólidos se emplearía un sistema parecido, de manera que solo cambiaría el formato: las horquillas serían más grandes, por poner un ejemplo. Los sensores de ultrasonidos, al no entrar en contacto con el alimento, servirían tanto para sólidos como para líquidos.

Otro uso habitual de estos dispositivos es el control de caudal. Y aquí se valoran dos aspectos: en primer lugar la presencia, simplemente si hay o no fluido; y el segundo, es el movimiento para así determinar cuánto fluido pasa por ese conducto o recipiente. Para el primero, empleamos un sensor de horquilla y para el segundo, un caudalímetro con el que mediremos, a través de ultrasonidos, la cantidad de fluido que circula.

Resumiendo, y por grupos, las principales aplicaciones en el ámbito alimentario son: medición del nivel de líquidos en continuo o solo alarma; de nivel de sólidos, que prácticamente es el mismo sistema aunque mecánicamente varían las piezas; de nivel a través de ultrasonidos; de nivel de caudal; así como transmisión de presión y de medición de temperatura. Este último funciona de forma similar a un termómetro industrial. Este dispositivo consta de una varilla o sonda que lleva una resistencia incorporada, así como un conversor. Según la temperatura que detecte nos la convierte en señal eléctrica. Un equipo que puede estar en contacto o no con el producto, en función de lo que el cliente se quiera gastar. Respecto al área de envasado, también hay instrumentos de presencia, color o contraste que detectan marcas camufladas que después se convertirán en pliegues o formas en los bricks o en otros envases.

Se diferencian, especialmente, en su apariencia física y también en su tamaño, aunque la parte electrónica o de control sea prácticamente la misma, y también en el pulido o terminación del equipo. Un dispositivo para medir sólidos aunque disponga de un pulido determinado, éste último se destina a alimentos que normalmente no se adhieren ni incrustan, como por ejemplo la leche, con lo que no dejan residuos ni ocasionan problemas de limpieza. En general, sirven para lo mismo, aunque las proporciones tampoco son las mismas. A efectos prácticos, si introducimos un sensor para líquidos, con las horquillas más pequeñas, en un recipiente con grano o nueces, corremos el riesgo de que se pegue algún grano entre las horquillas y nos dé señal aunque no la haya. Por eso, para medir sólidos se utilizan sensores con las horquillas más grandes.

A nosotros nos afecta en la medida en que hemos de diseñar los equipos en función de una normativa específica. Normalmente, estos controles y certificaciones los pasamos en Alemania, teniendo en cuenta que están aceptadas en el resto de países europeos. Una normativa que delimita la mecánica de estos dispositivos así como si soportan las temperaturas pertinentes y la acción de los productos de limpieza que suelen ser bastante agresivos con estos aparatos, cuyo diseño se debe ajustar a los cambios de normativa. La industria alimentaria se mueve en la línea de exigir, cada vez más, en el diseño y desarrollo de estos sensores, y es lógico. Este requisito nos supone invertir más en I+D, de manera que seamos aún más competitivos. Algo similar sucede también en la industria química. Pero volviendo a la alimentaria, y de forma puntual, se debe tener en cuenta la normativa ATEX para zonas donde haya riesgo de explosión o de productos inflamables. Por ejemplo, el grano que se almacena en silos, mucho antes de llegar a la fase de producción del producto, puede producir gases. Los equipos de medición y control, aplicados a esta situación, deben cumplir la certificación ATEX. A la pregunta de qué podemos ofrecer para satisfacer las demandas del sector, desde Sick Optic podemos desarrollar sensores cada vez más rápidos y sensibles a la precisión y a las condiciones ambientales, pero eso sí, siempre sujetos a la normativa correspondiente.