Los Ojos y el Tacto de la Máquina
El autómata programable o el cuadro de relés es un cerebro ciego y sordo en una caja de chapa. Para que una máquina sea automática, necesita percibir su entorno: saber si la puerta del horno está bajada, si la caja en la cinta transportadora es de cartón o de acero, o si la botella está llena de agua antes de ponerle el tapón. A estos dispositivos que traducen magnitudes físicas del mundo real en simples ceros y unos eléctricos (0V o 24V) se les denomina Sensores o Detectores.
1. Finales de Carrera (Interruptores de Posición Mecánicos)
La tecnología más antigua, robusta y elemental. Básicamente son interruptores (contactos NO/NC) escondidos dentro de una coraza metálica, accionados por una palanca, un émbolo o una roldana que recibe un golpe físico directo. Ventaja: Inmunes al polvo ciego, a campos magnéticos severos y no requieren alimentación propia (son pasivos). Pueden manejar voltajes de fuerza si hace falta. Desventaja: Tienen piezas móviles. El desgaste mecánico, el roce repetitivo y la fatiga del muelle los acaban rompiendo.
2. Sensores Inductivos (Solo Metales)
Sensores electrónicos de proximidad sin contacto. Generan un campo magnético invisible de alta frecuencia en su cara frontal. Cuando un metal conductor (hierro, aluminio, cobre) penetra en ese campo magnético, absorbe energía del oscilador (corrientes de Foucault). El sensor nota la bajada de energía y conmuta su salida a 24V. Ventaja: Cero rozamiento mecánico (vida útil casi eterna), altísima velocidad de conmutación. Desventaja: Ciegos ante plásticos, maderas, cristal o manos humanas. Su rango de detección es muy cortito (2 a 15 milímetros).
3. Sensores Capacitivos (Todo Tipo de Materiales)
Visualmente idénticos a los inductivos (cilindros roscados), pero su física interna es diferente. Miden la variación de la capacitancia dieléctrica. Resumiendo: detectan "cualquier cosa que tenga masa o humedad". Son capaces de ver una caja de cartón, un taco de madera, tu propio dedo o incluso ver el nivel de agua a través de una pared de plástico de un depósito sin tocar el líquido. Desventaja: Son muy sensibles y caprichosos. Si hay mucha humedad en el ambiente o se ensucian de grasa, pueden dar falsas detecciones constantes.
4. Sensores Fotoeléctricos (Barreras Ópticas)
Utilizan haces de luz infrarroja o láser rojo. Constan de un Emisor de luz y un Receptor. Según su arquitectura:
- De Barrera (Emisor y Receptor separados): El objeto corta el rayo láser. El alcance es brutal (decenas de metros). Inmune a los colores del objeto.
- Réflex (Emisor/Receptor juntos + Espejo lejano): El sensor manda la luz, rebota en un espejo retro-reflector especial y vuelve. Si algo tapa el rayo, conmuta. Muy usado en puertas de ascensores o garajes.
- Difuso (Emisor/Receptor juntos, sin espejo): Manda la luz y espera que rebote en la propia caja u objeto que pasa por delante. Suelen fallar si el objeto a detectar es de color negro mate (absorbe la luz y no la devuelve).
🔧 Laboratorio Práctico: Ajuste de Sensibilidad Capacitiva
Se reporta avería en una fábrica de pienso para perros. Hay un gran silo de plástico translúcido, y un cilindro Sensor Capacitivo amarrado en el exterior a media altura. El objetivo del sensor es "ver" a través de la pared de plástico y encenderse cuando el pienso llega a su nivel. Pero el problema es que, cuando el silo se vacía, la fina capa de "polvo graso de pienso" que se queda pegada a la pared de plástico por dentro mantiene al sensor encendido para siempre engañando al PLC.
- Abre REBT Calc en el apartado de Dieléctricos.
- Este es el talón de Aquiles clásico del Sensor Capacitivo. Detecta la capacitancia de la pared de plástico + el aire de dentro.
- Si el aire es reemplazado por la densa masa del pienso, conmuta a ON. Pero el polvo graso eleva la capacitancia de la pared.
- Solución calibratoria: Todos los capacitivos de buena factura llevan un minúsculo potenciómetro (tornillito dorado) en la culata. Con un destornillador de relojero, con el silo vacío (pero sucio de polvo de pienso), debes girar a la izquierda (restar sensibilidad) hasta que el LED se apague. De esta manera, "ignorará" el polvo residual de la pared y solo se encenderá cuando la tonelada sólida de pienso ocupe el vacío central.
Pregunta de Laboratorio:
Ante las falsas detecciones crónicas causadas por finas capas de suciedad grasa atrapada en la pared del tanque frente a un Sensor Capacitivo, ¿cuál es el procedimiento de mantenimiento in-situ obligado por la buena praxis sin sustituir la pieza?
?📋 Caso Práctico: Robustez Inductiva vs Roldana
Contexto: En un taller de soldadura automatizada, chispas, esquirlas de acero al rojo vivo y taladrina saltan por todas partes. Un brazo neumático golpea cientos de veces al minuto una palanca para indicar el fin del recorrido. Rompes dos finales de carrera mecánicos de roldana por semana debido a la fatiga del muelle físico y al polvo metálico empotrado en sus bisagras.
Pregunta: ¿Qué salto tecnológico sin rozamiento implantarías y por qué en este averno para detectar que el pesado bloque de hierro ha llegado al tope de carrera sin inmutarse?
?📋 Caso Práctico: Ojos Ópticos Difusos y Color
Contexto: Tienes una embotelladora. Cajas blancas pasan rapidísimo y el sensor Fotoeléctrico de Reflexión Difusa manda luz, rebota en la caja blanca, y al volver acciona un pistón que empuja la caja.
Pregunta: El jefe de línea manda pasar un lote de cajas forradas en terciopelo negro mate absoluto. ¿Qué catastrófico problema óptico surgirá a continuación a pesar de que el sensor tiene corriente 24V y funciona perfectamente?
📋 Caso Práctico: El Toque Fantasma del Capacitivo
Contexto: El operario te enseña un sensor Capacitivo M18 liso con rosca, atado cerca de un tanque de jarabe espeso para galletas. "No entiendo, ayer esto marcaba el límite perfecto y hoy está luciendo en verde sin que el jarabe haya rozado la línea".
Pregunta: Repasando sus debilidades tecnológicas intrínsecas, ¿cuál de los factores externos recientes es el culpable rotundo y excluyente de este falso positivo persistente en un sensor medidor de capacitancia?