Utilización de Fibra Óptica en Procesos Metalúrgicos Monitoreo de La Temperatura en Hornos Metalúrgicos con Sistema de Temperatura Distribuida (DTS)

Abstract

En la industria metalúrgica, específicamente en la pirometalúrgica la medición de parámetros como la temperatura en forma continua es muy importante para el control de los procesos, la optimización y vida de estos reactores. Las nuevas tecnologías como el Ausmelt o Kivcet son procesos más dinámicos exigen una medición continua y precisa pero también una alta resolución espacial (más puntos de medición). En este proyecto de investigación se introduce una nueva tecnología de medición de temperatura mediante el uso el uso de fibra óptica en una de sus formas, que en el idioma inglés se denomina “Distributed Temperature Sensing” (DTS) donde, la fibra misma es el elemento sensor de temperatura. Una medición continua y de alta resolución espacial (varios puntos de medición), ayudará en el control de la temperatura de la escoria, metal, gases, permitiendo mejorar la distribución metálica en las diferentes fases, así como mejorar la vida útil de los refractarios. Se realizaron pruebas experimentales utilizando fibra óptica en un horno de laboratorio para medir el perfil de temperatura externa del horno y mediante transferencia de calor obtener el perfil de temperatura interna, en diferentes condiciones de operación y simulando las condiciones de operación que pueden ocurrir en la industria. Antes de la realización de las pruebas experimentales se tuvo que adecuar el horno y sus elementos para la determinación de los parámetros principales para su control. El horno se envolvió con fibra óptica para medir temperaturas cada 10 cm y cada minuto. Las mediciones experimentales fueron procesadas utilizando programación (Python), la cual permitió hacer el cálculo de la temperatura interior del horno en cada punto de medición externa (cada 10 cm) obteniéndose un perfil completo de la temperatura del horno en función del tiempo. Las conclusiones principales de este proyecto son que, la utilización de la fibra óptica para la medición de temperaturas es un método que puede ser usado en la industria metalúrgica para el control de temperaturas en procesos pirometalúrgicos permitiendo tener un mejor control de los procesos y optimización. Se recomienda continuar con la investigación en esta área con el uso de las otras opciones que ofrece la fibra óptica como el “Fiber Bragg Grating” (FBG), donde se utiliza nano sensores implantados en la fibra óptica.