Control de procesos

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
E.T.I.R. “JULIO CALCAÑO”
6º AÑO QUÍMICA
CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES 2012-2013
Breve historia del control de procesos
Escrito Por: Javier Arántegui
Los primeros sistemas de control conocidos, ya en la antigüedad, son mecanismos
destinados al control del caudal para regular un reloj de agua o el control denivel
de líquido en una lámpara de aceite o en un recipiente de vino, que se mantiene
lleno a pesar de los muchos vasos que se sacan. De hecho, el control del caudal de
fluido se reduce al control del nivel del fluido, ya que un pequeño orificio
producirá caudal constante si la presión es constante. El mecanismo de control de
nivel de líquido inventado en la antigüedad y todavía usado paracontrolar nivel
es la válvula flotante, semejante a la del depósito de agua de un inodoro corriente.
El flotador está hecho de tal manera que, cuando el nivel baja, el caudal del
depósito aumenta y cuando el nivel sube, el caudal disminuye y, si es necesario, se
corta (Figura 1.1). En este caso el sensor y el actuador están combinados en el
mismo dispositivo, el flotador y la combinación detubo de alimentación.

Figura 1.1. Un tonel que nunca se acaba. Ejemplo del control de nivel de líquido y
caudal tal como se realizaba en la antigüedad.
Un caso más moderno de control por retroalimentación es el control de
temperatura de un horno para calentar una incubadora, sistema que fue diseñado
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por Drebbel (hacia 1620). El horno constaba de una caja que contenía el fuego,con
un tubo en la parte superior provisto de un regulador de tiro (Figura 1.2). Dentro
de la cámara de combustión estaba la incubadora de paredes dobles y el hueco que
quedaba entre las paredes se llenaba de agua. El sensor de temperatura era un
recipiente de vidrio lleno de alcohol y mercurio colocado en la cámara de agua en
torno a la incubadora. A medida que el fuego calentaba la caja y elagua, el alcohol
se dilataba y el vástago con flotador se desplazaba hacia arriba, bajando el
regulador de tiro sobre la boca del tubo. Si la caja está demasiado fría, el alcohol se
contrae, el regulador de tiro se abre y el fuego arde más fuertemente. La
temperatura deseada está determinada por la longitud del vástago del flotador,
que determina la apertura del regulador de tiro para unadilatación determinada
de alcohol. La búsqueda de un medio para controlar la velocidad de rotación de un
eje fue un problema famoso en las crónicas del control automático. La principal
motivación era la de controlar automáticamente la velocidad de la piedra de
molienda de un molino de viento harinero. De los varios métodos que se
intentaron, el más prometedor resultó ser el que usaba un péndulocónico,
regulador de bola flotante. Este dispositivo se usó para medir la velocidad del
molino; las aspas del molino de viento se hacían girar con cuerdas y poleas, casi
como persianas, para mantener una velocidad fija. Pero no fue el molino de viento
es que hizo famoso el regulador de bola flotante, fue su adaptación a la máquina
de vapor en los laboratorios de James Watt, alrededor de 1788(Figura 1.3).

Figura 1.2. Croquis de la incubadora de Drebbel para empollar huevos de
gallina.

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Figura 1.3. Máquina de vapor con un regulador centrífugo o de bola flotante, que
aparece en la parte derecha de la imagen.
La acción del regulador centrífugo es fácil de describir. Supongamos que la
máquina está operando en equilibrio y aplicamos de pronto una carga. En esemomento disminuirá la velocidad de la máquina y las bolas del regulador caerán a
un cono más pequeño. De este modo, el ángulo de las bolas se usa como sensor de
salida. Esta acción, a través de palancas, abrirá la válvula principal al núcleo de
vapor (que es el actuador) y admitirá más vapor a la máquina, recuperando la
totalidad de la velocidad perdida. Para mantener la válvula de vapor en una...