La medición de flujo de aire en las celdas de flotación para la obtención de cobre enfrentaba desafíos debido a las condiciones húmedas. Minera Los Pelambres cambió su método de medición de placa orificio a vórtex Prowirl de Endress+Hauser, el cual ofrece mejor comportamiento con gases húmedos, menor mantenimiento, y permite comparar valores de flujo al normalizarlos a condiciones estándar. La minera quedó conforme con la confiabilidad y funcionamiento del nuevo sistema de medición.

1. Comunicado de Prensa
7 de mayo de 2013
Mejora en la medición de flujo de aire en celdas de
flotación para la obtención de cobre con Endress+Hauser
La inyección de aire comprimido en la flotación de cobre es fundamental para la creación de burbujas
en las celdas de columna, las que en conjunto con aditivos químicos actúan sobre la partícula
provocando que el mineral requerido (cobre) se adhiera a ella haciendo efectiva la recuperación de
concentrado. Las partículas de material estéril no se ven afectadas por los reactivos químicos y
permanecen suspendidas dentro de la pulpa.
La confiabilidad del proceso se puede ver intervenida si no se controla la calidad del aire que se inyecta
a las celdas, tomando en cuenta que la condición ambiental es demasiado húmeda, lo que produce
inestabilidad en la medición de aire.
Una complicación de este tipo enfrentó Minera Los Pelambres -yacimiento que opera Antofagasta
Minerals en la cordillera de la IV Región- cuya medición en celdas columnares se venía realizando con
el método de placa orificio para medición de flujo por presión diferencial. Se agregó otra dificultad a la
medición de flujo de aire, como fue la difícil comparación de flujos de aire actual, ya que frente a una
variación de presión y/o temperatura el flujo de aire varía debido al efecto de compresibilidad de los
gases, haciendo difícil comparar sus valores para un posterior análisis u optimización del proceso.
La opción fue poner un equipo de prueba tipo vórtex cuya familia corresponde a Prowirl de
Endress+Hauser.
Al momento de seleccionar la tecnología a utilizar, la decisión se basó en los beneficios que es posible
alcanzar respecto de un dp flow, los que se resumen en:
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mejor comportamiento con gases húmedos,
ahorro en equipos de diámetros pequeños,
menor pérdida de carga,
instalación simple y menos voluminosa,
menor sensibilidad a la abrasión,
mejor rangeabilidad,
libre de mantenimiento y alta estabilidad a largo plazo.
Otro factor de decisión fue el hecho que el equipo puede entregar valores comparables en la medición
de gases, ya sea valores de flujo normalizado o estándar. El equipo Prowirl 73F instalado incluye un
computador de flujo y tiene integrado un sensor de temperatura Pt 1000, lo cual permite medir su flujo
volumétrico Normalizado, que corresponde al volumen que ocuparía la misma cantidad de ese gas a una
presión de referencia (1 bar absoluto) y una temperatura de referencia (0° C) definidas. El volumen
normalizado es la convención tradicionalmente preferida, sobre todo porque es más fácil de
determinar. En este caso la presión se mantiene constante por lo que en otras aplicaciones en que la
presión de línea varíe, se puede incorporar una señal de entrada que entregue el valor de presión y así
compensar la medición disminuyendo su error.
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7 de mayo de 2013
La empresa minera quedó conforme con el cambio de tecnología y el funcionamiento de los medidores
Vórtex, entregando mayor confiabilidad al sistema de medición (El sistema puede ser llevado a control
automático a través de un sistema experto, que sin una medición confiable no es posible llevar a cabo),
menor mantención y rápida configuración.
Se procedió a la compra de más unidades para reemplazar otros puntos con la misma aplicación. Los
equipos fueron instalados en posición vertical con flujo ascendente para así evitar condensación, como
se aprecia en la fotografía.
Abajo, en la figura, se aprecian dos curvas, una de color verde que corresponde al valor medido por el
equipo Vórtex y la curva amarilla que muestra el porcentaje de apertura de la válvula, las que tienen el
mismo comportamiento según se abre la válvula para entregar una cantidad mayor de flujo de aire o se
cierre para disminuir la cantidad de flujo de aire hacia el proceso.
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3. Comunicado de Prensa
7 de mayo de 2013
Más aplicaciones en la industria
Esta solución no sólo aplica en este tipo de mediciones sino que también en todas las industrias que
requieran medir gases, ya que deben ser tratados de la misma manera.
Para ello, es fundamental tener en consideración lo siguiente:
En muchos aspectos, la medición de flujo de líquidos y gases es similar. Sin embargo, hay un aspecto
que los diferencia: la compresibilidad de los gases. Se denomina así al efecto causado por las
variaciones de presión y temperatura en el volumen ocupado por un gas. Los gases se diferencian de los
líquidos en que las densidades de los primeros son fuertemente dependientes de la presión y la
temperatura tiene un efecto mayor sobre la densidad de los gases que sobre la de los líquidos. Cabe
mencionar que los líquidos también presentan variación de su densidad en función de la presión y la
temperatura. Sin embargo, en las mediciones industriales usuales, el efecto en la densidad de las
variaciones de presión no es apreciable y los líquidos son tratados como fluidos incompresibles.
Muchos flujómetros que se venden en el mercado se emplean exclusiva o principalmente para medir el
flujo de líquidos. Sin embargo, todas las industrias requieren alguna forma de medición de flujo de gas.
Para identificar qué unidades de flujo utilizar en la medición de gases, se debe tomar en cuenta lo
siguiente:
El caudal de un fluido es normalmente expresado en unidades de volumen por unidad de tiempo, por
ejemplo, m3/h. Esta unidad, satisfactoria para expresar flujo de líquidos en muchos casos, es también
utilizada para medir flujo de gases. Sin embargo, como se explica a continuación, no es suficiente.
El fenómeno de compresibilidad de los gases hace que un metro cúbico de gas en distintas condiciones
tenga una masa muy distinta en diversas condiciones:
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Un m3 de aire a 100 bar(a) y 40 C pesa 112 kg. Obviamente, si las condiciones de presión y
temperatura cambian, el peso del aire contenido en un m3 también varía.
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Un m3 de aire a 1,013 bar(a) (equivalente a 1 atm) y 0 0C pesa 1,3 kg.

Un kg de aire pesa 1 kg (obviamente), independientemente de las condiciones en que es
medido.
Por lo tanto, si se expresa un flujo de gas en kg/h, la masa de gas a la que se hace referencia por unidad
de tiempo queda claramente definida. En cambio si se utiliza una unidad de volumen por unidad de
tiempo (como m3/h), esta información es insuficiente para determinar la masa de gas por unidad de
tiempo. Se hace imprescindible entonces aclarar las condiciones a las que el volumen está determinado.
En tal sentido, existen dos opciones:
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Expresar el volumen de gas por unidad de tiempo en las condiciones reales de flujo: en este
caso, se habla por ejemplo de m3/h, medidos a 8 atm y 32 0C. La complicación de esta medición es la
difícil comparación de flujos, incluso en la misma aplicación, ya que frente a una variación de presión
y/o temperatura, el flujo así expresado variaría. Por ejemplo, en una caldera cuyo consumo de gas se
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está midiendo, una variación de la presión a la cual el flujo es medido puede hacer variar la medición de
gas expresada en condiciones de flujo, aún cuando el lazo de control asegure que la cantidad de m3/h
consumidos por la caldera es constante.

Expresar el volumen de gas por unidad de tiempo en condiciones de referencia: en este caso, se
expresan el volumen a presión y temperatura fijadas arbitrariamente y utilizadas como referencia. Esta
presión y temperatura no guardan relación con las de flujo. Una condición de referencia típica es 1
atmósfera absoluta y 0 0C, y es conocida como condición normal. Si el flujo de gas está expresado en
estas condiciones, se lo denomina flujo normalizado, y se expresa, por ejemplo, en normal metros
cúbicos hora (Nm3/h). Es importante tener presente que con frecuencia en el lenguaje coloquial (e
incluso a veces en textos técnicos) se omite la precisión de normal, aún cuando en la mayoría de los
casos los flujos de gas son expresados en condiciones normales (u otras condiciones de referencia
similares).
Finalmente, es importante conocer cuáles son las diversas condiciones de referencias que se utilizan.
Existen diversas condiciones de referencia, pero las más empleadas son:

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0
Condiciones normalizadas: 1 atm y 0 C, determinadas por el sistema métrico decimal.
o
Condiciones estándar: 14,7 psia y 60 F, determinadas por el sistema inglés de unidades.
La diferencia entre ambas mediciones es de aproximadamente un 5%, por lo que es necesario
confirmar rigurosamente las condiciones de referencia utilizadas al expresar un flujo en situaciones
normales. Más todavía, con alguna frecuencia se utilizan variantes de las condiciones de referencia
0
(como temperaturas de referencia de 15 ó 25 C), por lo que incluso el término normal puede no ser
una definición precisa.
Por Elson Millanir y Cristian Asencio de Endress+Hauser Chile. www.cl.endress.com
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