Los sensores son la base de la instrumentación y la automatización industrial: detectan presencia, miden niveles, temperaturas, presiones y son la entrada principal para los PLC y sistemas de control.
Esta guía detalla los sensores más usados en la industria, explica cómo funcionan, sus variantes, ventajas, limitaciones y recomendaciones de instalación y mantenimiento para técnicos y responsables de planta.
Sensor inductivo
¿Qué es y cómo funciona?
Un sensor inductivo detecta la presencia de objetos metálicos sin contacto. Genera un campo electromagnético (a través de una bobina oscilante). Cuando un objeto metálico entra en ese campo, provoca una variación de la impedancia que el circuito detecta, produciendo una salida eléctrica (digital: activado/desactivado).
Tipos y características
Flush (empotrable) y non-flush (no empotrable): flush permite instalación al ras en carcasas metálicas; non-flush necesita separación para no disminuir el alcance.
Distancia de detección: desde fracciones de milímetro hasta varios centímetros (según tamaño y frecuencia).
Salidas: NPN/PNP (sourcing/sinking), normalmente con salida digital; algunos modelos con salida PNP/NPN invertida.
Material detectado: solamente metales (ferrosos y no ferrosos, aunque la distancia varía: acero detectado a mayor distancia que aluminio).
Aplicaciones comunes
Conteo de piezas en transportadores.
Detección de ejes o posicionamiento en mecanismos.
Control de presencia en máquinas herramienta.
Ventajas
Alta durabilidad (sin contacto), buena respuesta a altas velocidades, resistente a suciedad y aceite.
Limitaciones y recomendaciones
No detecta materiales no metálicos.
Mantener la superficie de montaje limpia; vigilar la temperatura máxima de trabajo.
Verificar la polaridad de salida (PNP/NPN) antes de cablear al PLC.
Sensor Capacitivo
¿Qué es y cómo funciona?
Un sensor capacitivo detecta cambios en la capacitancia entre su cara detectora y la masa del objeto. Cuando un objeto (metálico o no metálico) se acerca, la capacitancia cambia y el circuito lo convierte en una señal de salida.
Tipos y características
Detecta sólidos y líquidos (plásticos, madera, vidrio, líquidos).
Sensibilidad ajustable (algunos modelos permiten calibrar la distancia de detección).
Puede detectar a través de paredes no metálicas (ej. tanques plásticos).
Salidas digitales o analógicas según el modelo.
Aplicaciones comunes
Detección de nivel de líquido (silos, tanques).
Detección de presencia de materiales no conductores en líneas.
Detección de llenado en envases de plástico.
Ventajas
Versátil: detecta materiales conductores y no conductores.
Puede montarse fuera del contenedor para detección sin contacto.
Limitaciones y recomendaciones
Sensible a cambios ambientales (humedad, polvo) si no está adecuadamente ajustado.
Requiere calibración para el tipo de material y grosor de pared si se usa a través de contenedores.
Sensor Fotoeléctrico
¿Qué es y cómo funciona?
Un sensor fotoeléctrico utiliza luz (normalmente infrarroja o visible) para detectar objetos. Funciona emitiendo un haz de luz y midiendo su interrupción o reflexión. Dependiendo de la configuración, entrega señales digitales o analógicas.
Tipos principales
Barrera (through-beam): emisor y receptor separados; detecta cuando el haz se interrumpe. Muy confiable y de largo alcance.
Reflexivo con reflector: emisor y receptor en el mismo cuerpo; necesita un reflector en frente.
Difuso (retroreflexivo sin reflector): la luz se refleja directamente en el objeto y es detectada por el receptor; sensibilidad depende del material y color del objeto.
Modos especiales: sensores con rechazo de fondo, para distinguir objetos próximos al fondo.
Aplicaciones comunes
Conteo de piezas en transportadores.
Detección de presencia/posición en líneas de empaque.
Detección de etiquetas o rupturas.
Ventajas
Largo alcance (especialmente barrera), detección de objetos no metálicos, rápido y preciso.
Limitaciones y recomendaciones
Suceptible a polvo, suciedad, humo y neblina; limpieza y mantenimiento constantes.
Los objetos transparentes o muy reflectivos pueden requerir sensores especiales (p. ej. sensores para vidrio o con modos específicos).
Asegurar alineación correcta para barreras; uso de protección contra vibraciones.
Sensor Ultrasonico
¿Qué es y cómo funciona?
El sensor ultrasónico emite pulsos de sonido a alta frecuencia y mide el tiempo que tarda el eco en volver. A partir de ese tiempo calcula la distancia al objeto. Funciona con sólidos y líquidos, y no requiere retroreflectividad ni conductividad.
Características clave
Rango de medición: desde centímetros hasta varios metros según el modelo.
Ángulo de emisión (beam): determina la «zona» de detección; objetos pequeños fuera del haz no serán detectados.
Zona muerta: existe una distancia mínima cercana donde no detecta (blind zone).
Salidas: digitales (PNP/NPN) o analógicas (0–10 V, 4–20 mA).
Aplicaciones comunes
Medición de nivel en tanques y silos.
Detección de objetos plásticos o transparentes donde fotoeléctricos no funcionan.
Detección de distancia en robots móviles.
Ventajas
No depende del color ni la reflectividad; detecta líquidos y sólidos.
Instalación simple y sin contacto.
Limitaciones y recomendaciones
Pérdida de precisión con espuma, turbulencia, o superficies angulosas.
Evitar instalación cerca de superficies que generen ecos múltiples.
Considerar temperatura y velocidad del sonido (afectan cálculo de distancia); usar sensores compensados si es necesario.
Sensor de temperatura (termocupla y PT100)
¿Qué hacen y cómo funcionan?
Ambos miden temperatura, pero con principios distintos:
Termocupla: dos metales diferentes unidos generan una tensión (mV) proporcional a la diferencia de temperatura entre la unión y la referencia. Ventaja: amplio rango de temperatura, respuesta rápida.
PT100 (RTD): resistencia de platino que varía linealmente con la temperatura (100 Ω a 0 °C). Muy precisa y estable a largo plazo.
Tipos y características
Termocuplas comunes: K, J, T (según material y rango).
PT100 puede usarse en configuraciones 2, 3 o 4 hilos para compensar la resistencia del cable.
Salidas para termocupla: mV que requieren amplificación/condicionamiento. PT100 requiere puente o acondicionador.
Aplicaciones comunes
Control de hornos, calderas, motores y procesos térmicos.
Monitorización de temperatura de aceite, agua y gases.
Protección térmica en motores y equipos.
Ventajas
Termocupla: rango amplio y robustez.
PT100: alta precisión y estabilidad.
Limitaciones y recomendaciones
Termocuplas necesitan referencia fría o compensación.
PT100 requiere cableado apropiado (3 o 4 hilos) para precisión.
Siempre calibrar y mantener registros; proteger sondas de ambientes corrosivos.
Sensor de presión
¿Qué es y cómo funciona?
El sensor de presión convierte la presión ejercida por un fluido (líquido o gas) en una señal eléctrica. Los elementos sensor suelen ser diafragmas, celdas de carga o sensores piezorresistivos.
Tipos de medición
Absoluta: mide respecto al vacío absoluto.
Gauge (manométrica): mide la diferencia con la presión atmosférica.
Diferencial: mide la diferencia entre dos puntos (útil en filtros o caudalímetros).
Salidas y conexiones
Salidas analógicas típicas: 4–20 mA o 0–10 V.
Conexiones mecánicas estándar: roscas BSP/NPT, bridas, etc.
Aplicaciones comunes
Control de compresores, bombas y sistemas hidráulicos.
Detección de fugas y control de presión de proceso.
Sistemas HVAC y refrigeración.
Ventajas
Medición continua y fiable, esencial para control automático.
Limitaciones y recomendaciones
Sensible a sobrepresiones; instalar válvulas de protección.
Elegir escala adecuada (no usar sensor 0–1 bar para 10 bar).
Evitar contacto con medios corrosivos sin protección (cápsulas de sellado o membranas).
Sensor magnético (Reed switch y Hall effect)
¿Qué hacen y cómo funcionan?
Reed switch (interruptor de lengüeta): dos láminas ferromagnéticas selladas en vidrio que se cierran al aproximar un imán. Actúa como un interruptor mecánico hermético.
Sensor Hall effect: dispositivo semiconductor que detecta campos magnéticos y entrega una salida proporcional o digital. No tiene partes móviles.
Aplicaciones comunes
Detección de fin de carrera en puertas y cilindros neumáticos.
Contadores de posición en actuadores.
Sensores de seguridad en accesos y sistemas de alarma
Ventajas
Reed: simple, económico y hermético.
Hall: sin contacto, alta frecuencia de conmutación, salida analógica posible.
Limitaciones y recomendaciones
Reed tiene vida útil limitada por conmutaciones mecánicas; Hall es más duradero.
Considerar la fuerza del imán y la distancia de actuación (especialmente en reed).
En conclusion; conocer los sensores más usados en la industria y sus principios de funcionamiento es indispensable para quien trabaja en mantenimiento, instrumentación o automatización. La correcta selección, instalación y mantenimiento prolonga su vida útil y evita paradas no planificadas.
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¿Tienes un caso real en planta? Déjalo en los comentarios y te doy una recomendación práctica sobre qué sensor usar.