Al final, no os preguntarán qué habéis sabido, sino qué habéis hecho (Jean de Gerson)

LA MEDIDA DEL TIEMPO

Nota: Los primeros instrumentistas eran relojeros, personas creativas y minuciosas capaces de hacer funcionar los equipos mecánicos más complejos. 

No hay tema que obsesione más a los relojeros que el tiempo y haciendo honor a esos primeros instrumentistas, hemos escrito este artículo sobre "el tiempo". Una de las primeras variables que el hombre empezó a medir y que sigue albergando grandes misterios.

1. INTRODUCCIÓN


qué es el tiempo

El primer paso para entender que es el tiempo, es partir de la postura de que el tiempo es un concepto sencillo de comprender (aunque matemáticamente pueda ser más o menos difícil de explicar).

Nuestra mente está contaminada de películas e historias que han logrado distorsionar este concepto hasta relegarlo a una idea paranormal, casi mágica sólo apta para físicos con cerebros privilegiados.

Para simplificar vamos a considerar que en el espacio hay 3 dimensiones, ancho alto y largo.


dimensiones del espacio

La distancia más corta entre dos puntos es la linea recta, aunque esto no quiere decir que el camino más rápido entre dos puntos (el que nos va llevar menos tiempo) no tiene porque ser la línea recta.

2. ¿QUÉ ES EL TIEMPO?

El tiempo es un metrónomo, que alguien ha puesto detrás del escenario y marca el ritmo de nuestra vida.

Qué es el tiempo


El tiempo es una propiedad más del entorno (como puede ser la densidad, o viscosidad de un fluido) que puede ser medible, comparándola con un instrumento patrón.

3. UN POCO DE HISTORIA

Posiblemente una de las personas que más esfuerzo le dedicó a estudiar el tiempo fue Albert Einstein.

Einstein trabajaba en una oficina de patentes en Suiza. No  debía ser el trabajo más emocionante del mundo, pero se entretenía estudiando los proyectos que le llegaban.

Por aquel entonces Suiza destacaba por sus relojes, por lo cual no es de extrañar que muchos de los proyectos que recibió, tuvieran relación con el tiempo.
relatividad algo sencillo
El tiempo se convirtió en su obsesión, desarrollando y formulando la teoría de la relatividad.

Su fórmula resulta tan práctica que nos ha permitido entre otras cosas corregir la medida de los GPS para que funcionen correctamente.

La teoría de la relatividad plantea que ese metrónomo que marca el ritmo de la vida, no es constante. Puede sufrir cambios de ritmo haciendo que el tiempo transcurra más despacio o más deprisa.

Desde nuestra perspectiva a simple vista, no podemos percibir la dilatación del tiempo ya que formamos parte del escenario. Al igual que cuando aceleramos la reproducción de una película, los actores no se enteran, sólo el espectador se puede percatar del incremento de la velocidad a la que transcurre la película.

teoría de la relatividad

De la misma forma si se selecciona la opción de ralentizar, los actores no perciben el cambio de velocidad. Incluso si se pausa por un momento, al reanudar nadie dentro de la pantalla se percatará.


relatividad del tiempo

Algo muy similar nos podría ocurrir en nuestro entorno. Se ha planteado que el tiempo es relativo y su medida cambia. Pero esto es algo que aunque se demuestre matemáticamente, nosotros al formar parte de la pelicula no podemos percibir.

De echo a los ojos de otro espectador, podrías haber comenzado a leer este artículo hace siglos aunque en tu referencia temporal sólo hayan transcurrido unos minutos.

A continuación, vamos a exponer paso a paso esta idea de forma sencilla.

4. ¿QUÉ ES MEDIR?

Medir es comparar con un instrumento patrón.

Por ejemplo:

Imaginar un escenario en el que tenemos un universo completamente vacío.

En ese universo marcamos dos puntos: "A" y "B".


medir

Realmente dentro de ese universo no se podría medir aún la distancia entre A y B porque para medir necesitamos un patrón.

Añadimos otros dos puntos a nuestro universo "C" y "D". Estos dos puntos los usaremos de patrón de medida.


medir en el espacio

Llamaremos a la distancia entre C y D: 1 metro.

Ahora usando nuestro patrón, podemos calcular que distancia que hay entre A y B. En este caso es de 4 metros.


medir el tiempo

Si A y B están fijos pero los puntos C y D (nuestro patrón de referencia) se alejan, pasando al cuádruple de distancia. La distancia entre A y B pasaría a ser de un metro. 


medir el tiempo


Si nuestro patrón de referencia puede cambiar, decimos que la medidas relacionadas con dicho patrón son relativas.

Como conclusión importante a tener clara, "si nuestro patrón de referencia cambia, nuestras medidas cambian con él".

5. VAMOS A MEDIR EL TIEMPO

Imaginemos que ahora los puntos A y B se acercan y se alejan.


el tiempo

¿Cuánto tiempo están tardando en juntarse desde que están totalmente separados y a qué velocidad se mueven?

En nuestro sistema aún no lo podemos medir. Porque A y B son los únicos puntos de nuestro universo que se están moviendo y no tenemos ningún patrón con el que lo podamos comparar.

Pero si por ejemplo, incluimos al sistema un péndulo que se mueva del punto C al punto D, pasaremos a tener una referencia de tiempo.

medida del tiempo

Por ejemplo, 1 segundo será un ciclo completo de nuestro péndulo.

Ahora podremos calcular, que en nuestro ejemplo los puntos A y B, se acercan a 4 metros por segundo.

Por lo que si la distancia era 4 metros, tardarían 1 segundos en encontrarse.

Hipótesisis 1: A y B aumentan su velocidad y pasan a acercarse a 8 metros por segundo. En este caso, pasarían a tardar 0,5 segundo en encontrarse.


coeficiente temporal

Hipótesis 2: A y B mantienen su velocidad, pero el espacio se inunda de agua. El agua debido a su viscosidad ralentiza el péndulo tardando ahora al doble de tiempo en hacer un ciclo. 


dilatación del tiempo

Esto provocaría que los puntos A y B tardasen también 0,5 segundo en encontrarse.

Porque, si nuestro instrumento de medida cambia, nuestras medidas cambian con él.

En el caso del tiempo, resulta que el patrón de referencia puede ser alterado por distintos factores, por lo que podemos decir que las medidas de tiempo son relativas.

6. TEORÍA DE LA RELATIVIDAD

En el ejemplo anterior decíamos que al introducir un péndulo en un fluido con diferentes propiedades de viscosidad y densidad, el péndulo se movía más lento.

Obviamente si introducimos un reloj digital sumergible en agua no medirá más lento. Y si introducimos a un ser vivo en agua tampoco tardará más en envejecer.

Sin embargo desde hace años se han descubierto distintos factores que provocan que el patrón de medida del tiempo cambie afectando a toda la materia (de forma similar a la que el agua afectaba a nuestro péndulo). Esto quiere decir que los relojes irían más o menos lento y los seres vivos envejecerían con mayor o menor velocidad.

Un elemento que altera el tiempo es el campo gravitatorio. Un mayor campo  gravitatorio ralentiza el tiempo.


Efecto campo gravitatorio en el tiempo

Según esta teoría, si desde la tierra viésemos con un catalejo a una persona situado en un planeta con un campo gravitatorio muy superior, veríamos como parece que se mueve a cámara lenta. Sin embargo ellos, nos verían movernos a toda velocidad.


campo gravitatorio dilatación del tiempo

Quizás algún día sepamos aprovechar la dilatación del tiempo a nuestro favor.

-  Acelerando el tiempo. Por ejemplo, una sala de control donde sucede un evento catastrófico y se tenga que tomar una decisión inmediata. Si somos capaces de acelerar el tiempo en la sala de control, podríamos evaluar toda la información sin precipitarnos en las acciones a tomar. 
control de tiempo sala de control 

- Ralentizando el tiempo. Por ejemplo, un viaje en una nave espacial donde el tiempo dentro de la nave se pueda ralentizar. La nave podría estar viajando durante años y para los tripulantes apenas hubiesen pasado unos minutos. 

dilatación del tiempo nave espacial


Como conclusión: 

"El tiempo marca el ritmo al que avanza la vida y puede transcurrir más rápido o más despacio."

Pero por suerte o por desgracia más deprisa o más despacio, por el momento, "siempre va en la misma dirección, hacia el futuro".


Elaborado por: InstrumentacionHoy 30/06/2019 
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¿CUÁNTO VALE UN INGENIERO?


Es muy difícil valorar adecuadamente el trabajo de un ingeniero dentro de una empresa de ingeniería porque...

"Normalmente nadie sabe cuánto beneficio económico está generando a su empresa"

Cada hora de trabajo dentro de una empresa de ingeniería, se tiende a contabilizar más como un gasto para la empresa, en lugar de un beneficio.

Obviamente, el beneficio final de una empresa, es fruto del trabajo de todos sus trabajadores; pero poca gente sabría cuantificar el beneficio económico que realmente han sido capaces de generar.

Esto, provoca dos problemas fundamentales:

1º- Estancamiento laboral (malo para el trabajador)

Los empleados que no son capaces de demostrar lo productivos que son; no tienen armas con las que negociar mejores condiciones con su empresa.

Además, la propia empresa tampoco será capaz de valorarlos adecuadamente.

2º- Estancamiento productivo (malo para la empresa)

Un empleado que no sabe cuanto genera, no podrá percibir qué está haciendo bien y qué está haciendo mal; y lo más probable es que acabe desmotivado, sin saber qué camino debería seguir para ser más productivo.

Por otro lado, considerar criterios de valoración subjetivos, provoca que sea más importante parecer bueno que ser bueno.

¿Qué hacer?

PRIMERO; estimar el coste de cada actividad: 

- Averiguar el coste medio que le supone a la empresa la hora de un trabajador en el mismo puesto

- Estimar el tiempo medio necesario para realizar las tareas asignadas

- Estimar el coste medio debido a errores u otros problemas originados por el resultado de dichos trabajos 

-...

SEGUNDO; calcular lo que ha costado las actividades realizadas:

- Contabilizar el tiempo total empleado

- Contabilizar los costes debidos a la calidad final del trabajo, (considerando aspectos como % de equipos comprados correctamente, % de metros de cable estimados correctamente, % de señales definidas correctamente para el sistema de control...)

Comparando los costes estimados, con los costes finales de cada actividad se podrá evaluar y mostrar objetivamente, el resultado final de los trabajos realizados.

Implementar esta forma de trabajar, en la que cada uno realice una evaluación constante del resultado de su trabajo, no es una tarea sencilla y es fácil de entender, que mucha gente no quiera dedicar su escaso tiempo a implantarla. Pero quisiera decirte que...

"Si no aprendes a valorar tu trabajo nadie lo hará por ti"




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Elaborado por: InstrumentacionHoy 09/06/2019 
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INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL "BIENVENIDOS"

Bienvenido a InstrumentacionHoyEste Blog está centrado en dos aspectos:

Primero, formación especializada en Instrumentación y Control

Segundo, asesoramiento para trabajar en instrumentación y control industrial

Para ello hemos elaborado una serie de artículos que tratan desde los conceptos más básicos a otros un poco más complejos.

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HOJA DE DATOS TRANSMISOR DE PRESIÓN

(Aviso disculpe las molestias este artículo está en proceso de revisión)


1º- DATOS GENERALES DEL INSTRUMENTO

Aquí se suele incluir:


- El nombre del equipo (TAG).  Ejemplo: 1-PT-100

-Descripción de la función del equipo (SERVICIO) Ejemplo: Presión del tanque de agua bruta
- El P&ID donde encontraremos representado el equipo (DIAGRAMA) Ejemplo: "1000"
- Nombre de la línea o equipo donde está instalado Ejemplo: "1"-54030-R"




2º- DATOS PROCESO

En estos campos indicaremos entre otras cosas las características del fluido, los valores de operación, y condiciones máximas de diseño , etc.




3º- DATOS TÉCNICOS DEL INSTRUMENTO QUE SE QUIERE COMPRAR (O QUE SE HA COMPRADO)



Hay que tener en cuenta, que normalmente las hojas de datos contienen siempre más campos técnicos de los que se necesitan, por lo que suele haber campos que se dejan en blanco o con N/A (No aplica).

4º- DATOS SOBRE EL DOCUMENTO

Revisión y número del documento, página, cliente, elaborado por, revisado ...




HOJAS DE DATOS EN INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

Nota: La documentación técnica es el pilar de cualquier proyecto industrial (antes, durante y tras su ejecución). En este artículo vamos a tratar como elaborar “Las Hojas de datos de instrumentos”.

Hojas de datos de instrumentos

Una hoja de datos de un instrumento o una válvula, es un documento que agrupa las características más importantes de estos equipos.

ISA tiene un standard "ISA-TR20.00.01" donde se incluyen hojas datos genéricas de instrumentos y válvulas.

Estas hojas son buenos ejemplos que se podrían usar como punto de partida para cualquier proyecto.


Normalmente en cada proyecto se va cambiando un poco el formato de hojas de datos según el gusto de cada uno y haciendo que cada vez se parezcan menos entre sí.


(En los siguientes links iremos añadiendo progresivamente algunos ejemplos de hojas de datos de distintos tipos de instrumentos y explicando que se debería completar en cada campo)


Estás hojas se pueden elaboran a través de programas especializados en instrumentación como SMART PLANT, en otros proyectos se realiza directamente en EXCEL o ACCESS.

Normalmente las hojas de datos de cualquier instrumento cuentan con 4 partes:

1º- DATOS GENERALES DEL INSTRUMENTO

Aquí se suele incluir:

- El nombre del equipo (TAG).  Ejemplo: 1-PT-100
-Descripción de la función del equipo (SERVICIO) Ejemplo: Presión del tanque de agua bruta
- El P&ID donde encontraremos representado el equipo (DIAGRAMA) Ejemplo: "1000"
- Nombre de la línea o equipo donde está instalado Ejemplo: "1"-54030-R"



2º- DATOS PROCESO

En estos campos indicaremos entre otras cosas las características del fluido, los valores de operación, y condiciones máximas de diseño , etc.




3º- DATOS TÉCNICOS DEL INSTRUMENTO QUE SE QUIERE COMPRAR (O QUE SE HA COMPRADO)



Hay que tener encuenta, que normalmente las hojas de datos contienen siempre más campos técnicos de los que se necesitan, por lo que suele haber campos que se dejan en blanco o con N/A (No aplica).

4º- DATOS SOBRE EL DOCUMENTO

Revisión y número del documento, página, cliente, elaborado por, revisado ...





Elaborado por: Julio César Fernández Losa 17/04/2019 
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DIAGRAMAS DE LAZO DE INSTRUMENTACIÓN (ILD)

Nota: Un ILD (Instrument Loop Diagram) o diagramas de lazo, es un plano muy utilizado en instrumentación, desarrollado normalmente durante la fase de ingeniería de un proyecto industrial.

Muchos ingenieros de instrumentación no han visto nunca un diagrama de lazo. Esto es debido a que no en todos los sectores industriales, se utiliza este documento.

En este artículo se tratará de explicar que son los ILD, para que sirven y como se realizan.



Diagrama de  Lazo ILD

1. ¿QUÉ ES UN ILD?
2. EN QUE TIPO DE PROYECTOS SE REALIZAN LOS ILDs
3. FUNCIÓN DE LOS ILDs
4. MÁS INFORMACIÓN QUE SE PUEDE REPRESENTAR EN LOS ILDs



__________________________________________________________


1. ¿QUÉ ES UN ILD?

Los ILD (Instrument Loop Diagram) son un conjunto de planos, que agrupan en cada hoja, la información más relevante del conexionado de una señal eléctrica.

Ejemplo sencillo:

A continuación, se va a representar el “ILD” (Diagrama de Lazo), de la señal “LT-104”, generada por el transmisor de nivel “LT-104”.

Se comenzará representado en la parte izquierda del plano, el instrumento de campo que genera la señal.


En este ejemplo, el instrumento es “LT-104”, un transmisor de nivel instalado en un tanque.


En el “ILD”, se está indicando los terminales donde se conectan los hilos del cable que propaga dicha señal (terminal 2 y terminal 3).



 A continuación se presentará el cable “C1-LT-104” que une el instrumento con la caja de agrupación de señales.


Normalmente, los instrumentos de campo se conectarán a una caja de agrupación de señales.


En este caso la caja se llama “JB-001”.


Las cajas agrupación de señales se instalan en campo cerca de los instrumentos.

Esto permite no tener llevar un cable individual por cada señal hasta los armarios de control.

Se llevará cada una de estas señales hasta las cajas de agrupación de señales. Y desde estas cajas de agrupació
n, se usará un solo multi-cable,  para enviar todas estas señales juntas, al sistema de control.



En el ILD se están indicando las bornas donde se conectan cada conductor del cable (Terminal “+11” y terminal  “-11”).

En el ejemplo este par de conductores está apantallado, la pantalla se conectará en la borna “Sh11”. Es muy común en las señales analógicas una pantalla por cada par de conductores, que protegerá de ruidos electromagnéticos a la señal.

A continuación se representa el cable “C1-JB-001”, que va desde dicha caja, al armario de control “MP-001”.



En muchos proyectos de gran tamaño, las señales no irán directamente a las tarjetas de entradas y salidas del PLC. El cable se conectará a una cabina intermedia llamadas Marshaling (en el ejemplo "MP-001").

En este armario intermedio se agruparán las señales por tipos (analógicas/digitales de entrada/salidas).

Una vez las señales han sido agrupadas en el Marshaling serán envidas por otro cable “C11-MP-001” a otro armario “PLC-001”, donde estarán ubicadas las tarjetas de entradas y salidas del PLC.

ILD diagrama de lazo de instrumento


En este caso la señal “LT-104” acaba su camino conectándose, al canal “7” de la tarjeta de entradas analógicas, situada en el Rack “4”, Slot “5”, cabina “PLC-001”.





Así quedaría este ejemplo de ILD:

Instrument Loop Diagram

En este esquema, se muestra todo el hardware (cables, terminales, tarjetas) que interviene para que la señal salga del instrumento y llegue al PLC.

Se puede realizar un plano similar por cada señal del proyecto, o agrupar señales que forman parte del mismo lazo de control representándolas juntas en el mismo ILD.

Por ejemplo si hay una válvula de control (AO), que tiene finales de carrera (2 DI) y su función es controlar el nivel (AI). Se podría intentar representar todas estas señales en mismo plano, agrupándolo todo bajo el mismo lazo.

Señales:

-          Una “AO” (Analog Output) para controlar la válvula
-          Dos “DI” (Digital Input) para comprobar si la válvula está cerrada o abierta
-          Una “AI” (Analog Input) transmisor de nivel

Nota: En los ILD se podría representar más información que la que se muestra en este ejemplo (color de cada conductor, sección del cables…), pero también se podría representar menos. No es mejor un documento por contener más información, sino por cumplir su función y que su contenido sea correcto y esté alineado con el resto de documentación del proyecto. En los siguientes puntos se expondrán algunos ejemplos de más información que se puede reflejar en los ILD.

2. EN QUE TIPO DE PROYECTOS SE REALIZAN LOS ILDs

Este documento agrupa información que ya está contenida en otros documentos del proyecto, complementando la documentación base de un proyecto. Por lo cual, los “ILD” no se consideran estrictamente necesarios en ningún proyecto y a su vez se podrían incluir en cualquiera.

Por ejemplo, este tipo de planos tienen mucha presencia en todos los proyectos relacionados con el sector del oil & gas y son menos comunes en los proyectos de energía.

A la hora de decidir si incluir o no los ILD en un proyecto, se tiene que tener en cuenta que es un documento complejo de elaborar y difícil de mantener actualizado. Requiere tener cerrado todos los documentos de ingeniería relacionados con el mismo antes de poder elaborarlo (esquemas de cableado de caja, esquemas de cableados del sistema de control, lista de señales, lista de cables…).

3. FUNCIÓN DE LOS ILDs

Los ILD cumplen su principal función durante el comisionado de una planta industrial, aunque pueden ser de utilidad durante las posteriores actividades de mantenimiento.

Normalmente, durante la fase de comisionado (justo antes de la puesta en marcha) se comprueba que todas las señales están correctamente conectadas, configuradas y que son recibidas por el sistema de control. Para realizar esta comprobación se puede elaborar una carpeta en papel por señal (que irán firmando una por una todas las partes involucradas), en dichas carpetas, el documento más relevante que resume lo que principalmente se va a comprobar sería el ILD.

El ILD permitirá seguir en una sola hoja la señal desde su origen hasta su destino final.

Nota: No tendría por qué realizarse “ILD” de  Las señales internas de equipos eléctricos, si todo el cableado de estas señales es interno al equipo, ha sido realizado y comprobado en fábrica.  

Por ello, ante la pregunta de ¿Qué es lo que se debe indicar en un “ILD”? diría que todo lo necesario para comprobar que la señal ha sido correctamente conectada en campo.

Nota: Aprovechamos para exponer un punto importante sobre el conexionado de señales.No es lo mismo que una señal "funcione correctamente” a que dicha señal esté “correctamente conectada”.
Conexionado de señales de control

Todo el mundo involucrado en las actividades de mantenimiento, comisionado o puesta en marcha de cualquier planta industrial debe ser consciente de que el objetivo final no tendría que ser sólo dejar los sistemas funcionando, sino:

Dejarlos “correctamente conectados” con la "documentación actualizada" y "funcionando".

Si no se sigue esta filosofía, al final se tendrá una instalación insegura donde resultará muy difícil realizar adecuadamente actividades de mantenimiento o cualquier modificación.

Instrumentación y control

4. MÁS INFORMACIÓN QUE SE PUEDE REPRESENTAR EN LOS ILDs

Hay clientes que además de representar todo el “hardware” relacionado con las señales, requieren representar parte del “software”. Indicando por ejemplo las alarmas, interlocks, PID, set-points, etc.

Diagrama de instrumentación
Diagrama de lazo
Nota: Es de agradecer que esta tendencia de representar “software” tienda a desaparecer (tanto en los P&ID como en los ILD).


 Se debería de separar de forma más tajante los documentos “hardware” del “software”, buscando la flexibilidad y la sencillez en la documentación.

En el Standard ISA 5.4 se muestra varios ejemplos de ILD. Este standard pone al servicio de la industria todas las herramientas posibles para poder representar en un plano todo el hardware y parte del software relacionado con cada señal. Pero esto no quiere decir que se deban utilizar todas. 

Qué herramientas utilizar y cómo utilizarlas debería depender del sentido común y de la experiencia.

En conclusión:

Los ILD son documentos útiles para el comisionado y mantenimiento de cualquier planta industrial, pero no son estrictamente necesarios y además resultarán caros y difíciles de mantener actualizados. 

Una de principales razones que hará que acabe siendo un documento caro para las ingenierías, es la flexibilidad de su formato.

La flexibilidad en los formatos en los documentos de ingeniería, es un arma de doble fino que se puede utilizar para retrasar deliberadamente el desarrollo un proyecto (al igual que sucede con los P&ID), da igual lo bien o mal que se hagan, nunca estarán a gusto de todo el mundo y siempre serán susceptibles de recibir comentarios.

Por lo cual, como consejo: antes de comenzar el desarrollo de cualquiera de estos documentos, se debe intentar consensuar el formato y el contenido de dicho documento con todas las partes implicadas.




Elaborado por: Julio.C Fernández Losa 21/03/2019 

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