Medición de nivel por radar: diferencias entre radar guiado (GWR) y radar no guiado (FMCW)
Ambas tecnologías de radar emiten señales de microondas que se reflejan en la superficie del material y, midiendo el tiempo de tránsito (time of flight), calculan el nivel. La diferencia clave está en cómo viaja la señal: guiada por una sonda metálica (GWR) o en el espacio libre del tanque (FMCW).
1. Principio del radar guiado (GWR)
El radar guiado de ondas envía un pulso a lo largo de una sonda (cable, varilla o coaxial) que desciende hasta el material. La señal viaja a través de la sonda y se refleja cuando encuentra la superficie o la interfase. El tiempo de retorno se convierte en nivel.
- Ventajas: No se ve afectado por espuma, vapores, polvo o cambios de densidad que atenúan la señal libre; apto para materiales con baja constante dieléctrica; excelente para interfaces (líquido-líquido); ideal en tanques rígidos o con obstrucciones.
- Limitaciones: La sonda debe mantenerse libre dentro del tanque (riesgo de daño por agitadores o flujos turbulentos); menor alcance que el FMCW; requiere que el nivel contacte o se deslice sobre la sonda.
- Aplicaciones: Tanques pequeños y medianos, sólidos, interfaces, áreas con vapores, líquidos con baja constante dieléctrica, aplicaciones donde la sonda cabe en la geometría.
2. Principio del radar FMCW (no guiado)
El radar FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) emite una señal desde una antena montada en la parte superior del tanque, sin contacto con el material. Modula la frecuencia continuamente y calcula la distancia por la diferencia de frecuencia entre la señal emitida y la reflejada.
- Ventajas: Sin contacto con el proceso (ideal para corrosivos o higiénicos); largo alcance (hasta 60 m o más); no requiere sonda dentro del tanque; fácil de retirar sin vaciar; tolera polvo, vapores y presión moderada.
- Limitaciones: Puede verse afectado por espuma densa, condensación en la antena, depósitos en la boquilla, y por materiales de muy baja constante dieléctrica que reflejan poca señal; requiere un ángulo de apertura libre sin obstáculos.
- Aplicaciones: Tanques grandes y silos, líquidos a granel, sólidos, reactores, depósitos a presión, procesos en los que no se desea contacto con el medio.
3. Cuándo elegir cada tecnología
| Condición | GWR (guiado) | FMCW (libre) |
|---|---|---|
| Espuma o vapores densos | Excelente | Puede atenuar |
| Interfases líquido-líquido | Excelente | Difícil |
| Sólidos / silos altos | Alcance medio | Largo alcance |
| Procesos higiénicos sin contacto | Requiere sonda | Ideal |
| Baja constante dieléctrica | Excelente | Reflexión débil |
| Corrosivos en contacto | Material sonda | Sin contacto |
4. Consideraciones de instalación
Para el radar FMCW, la antena debe tener una vista despejada hacia la superficie y separarse de la pared y de boquillas que puedan reflejar señales falsas. Para el GWR, la sonda debe mantenerse lo más vertical posible y libre de obstáculos, evitando que el agitador o el flujo transversal la dañen; en tanques con agitación se recomienda un tubo tranquilizador.
Ambos requieren calibrar los parámetros del tanque (altura, punto muerto, constante dieléctrica del medio) y definir el rango de medición real. Un buen apuntamiento o una correcta selección de sonda/antena mejora sustancialmente la confiabilidad.
Conclusión
El radar guiado (GWR) es la opción más robusta para interfases, vapores, espuma y materiales de baja constante dieléctrica, mientras que el radar FMCW brinda un excelente rendimiento sin contacto, largo alcance y facilidad de mantenimiento. La selección correcta depende de la geometría del tanque, las condiciones del proceso y el material medido.
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Preguntas frecuentes
Sí, el GWR es especialmente adecuado para medir interfases líquido-líquido porque la onda viaja por la sonda y detecta tanto la superficie superior como la interfase con el segundo líquido, siempre que las densidades difieran suficientemente.
La espuma espesa atenúa y dispersa la señal que viaja por el espacio libre, generando reflexiones débiles o erráticas. El radar guiado, al viajar por la sonda, atraviesa mejor la espuma y detecta la verdadera superficie líquida.
Es la capacidad de un material para reflejar microondas. Un valor alto (agua >80) refleja bien; un valor bajo (hidrocarburos o algunos sólidos secos <2) refleja poco. A menor constante dieléctrica, más difícil es la medición por radar, y el GWR suele rendir mejor en esos casos.