Este documento describe los errores comunes en la medición de flujo de gas y cómo evitarlos. Explica que los gases son compresibles, por lo que su volumen depende de la presión y la temperatura. También describe los diferentes tipos de flujómetros y las unidades para medir el flujo de gas, ya sea en condiciones reales o normalizadas. Resalta la importancia de especificar claramente las condiciones de presión y temperatura al medir y expresar el flujo de gas.
El documento habla sobre el muestreo para análisis químico. Explica que el muestreo implica la selección de porciones representativas de un material para someterlas a análisis químico. Esto depende de un plan de muestreo que asegure la representatividad de los resultados. También describe los diferentes tipos de muestreo como de aceptación, caracterización, continuo y otros.
Reacciones Generales de Alcoholes, Fenoles y Éteres.Angy Leira
Este documento presenta los resultados de pruebas de solubilidad y cinética química realizadas con alcoholes, fenoles y éteres. Las pruebas incluyeron solubilidad en agua y medio alcalino, reacción con sodio metálico y la prueba de Lucas. Los resultados mostraron que la solubilidad depende de la longitud de la cadena y la presencia de grupos funcionales como OH. La prueba de Lucas permitió diferenciar el orden de reacción de alcoholes primarios, secundarios y terciarios.
Son ejercicios resueltos que te ayudaran a facilitar temas de estudios, así como para entender los temas relacionados con química, por lo tanto sacar mejores calificaciones en tus exámenes... Suerte espero que te sirva mucho...
1. Se analiza una muestra de alumbre para determinar los porcentajes de aluminio y azufre. El aluminio se precipita y calcina, obteniendo un 4.73% de aluminio. Con esto y las relaciones estequiométricas se calcula un 11.25% de azufre.
2. Se analiza termogravimétricamente una muestra de oxalatos de calcio y magnesio, obteniendo 0.3018 g de óxido de calcio.
3. Se determina el porcentaje de calcio en una muestra de caliza mediante precipitación como
Reporte de la Práctica N° 4 del Laboratorio de Química Orgánica II de la Carrera de Ingeniería Química del Instituto Tecnológico de Minatitlán (ITMina).
Este documento describe diferentes tipos de soluciones y unidades de concentración. Explica que las soluciones son sistemas homogéneos compuestos de un soluto disuelto en un solvente. Describe unidades de concentración como porcentaje peso/peso, peso/volumen, volumen/volumen, molaridad y normalidad. También presenta ecuaciones para calcular estas concentraciones a partir de la masa y volumen de soluto y solvente.
El documento describe la isotérmica de Freundlich, un tipo de isotérmica de adsorción. Explica que la isotérmica de Freundlich relaciona la concentración de un soluto en la superficie de un adsorbente con la concentración del soluto en el líquido con el que está en contacto. También establece la ecuación de Freundlich y cómo se puede utilizar para modelar procesos de adsorción, especialmente para soluciones diluidas.
El documento habla sobre el muestreo para análisis químico. Explica que el muestreo implica la selección de porciones representativas de un material para someterlas a análisis químico. Esto depende de un plan de muestreo que asegure la representatividad de los resultados. También describe los diferentes tipos de muestreo como de aceptación, caracterización, continuo y otros.
Reacciones Generales de Alcoholes, Fenoles y Éteres.Angy Leira
Este documento presenta los resultados de pruebas de solubilidad y cinética química realizadas con alcoholes, fenoles y éteres. Las pruebas incluyeron solubilidad en agua y medio alcalino, reacción con sodio metálico y la prueba de Lucas. Los resultados mostraron que la solubilidad depende de la longitud de la cadena y la presencia de grupos funcionales como OH. La prueba de Lucas permitió diferenciar el orden de reacción de alcoholes primarios, secundarios y terciarios.
Son ejercicios resueltos que te ayudaran a facilitar temas de estudios, así como para entender los temas relacionados con química, por lo tanto sacar mejores calificaciones en tus exámenes... Suerte espero que te sirva mucho...
1. Se analiza una muestra de alumbre para determinar los porcentajes de aluminio y azufre. El aluminio se precipita y calcina, obteniendo un 4.73% de aluminio. Con esto y las relaciones estequiométricas se calcula un 11.25% de azufre.
2. Se analiza termogravimétricamente una muestra de oxalatos de calcio y magnesio, obteniendo 0.3018 g de óxido de calcio.
3. Se determina el porcentaje de calcio en una muestra de caliza mediante precipitación como
Reporte de la Práctica N° 4 del Laboratorio de Química Orgánica II de la Carrera de Ingeniería Química del Instituto Tecnológico de Minatitlán (ITMina).
Este documento describe diferentes tipos de soluciones y unidades de concentración. Explica que las soluciones son sistemas homogéneos compuestos de un soluto disuelto en un solvente. Describe unidades de concentración como porcentaje peso/peso, peso/volumen, volumen/volumen, molaridad y normalidad. También presenta ecuaciones para calcular estas concentraciones a partir de la masa y volumen de soluto y solvente.
El documento describe la isotérmica de Freundlich, un tipo de isotérmica de adsorción. Explica que la isotérmica de Freundlich relaciona la concentración de un soluto en la superficie de un adsorbente con la concentración del soluto en el líquido con el que está en contacto. También establece la ecuación de Freundlich y cómo se puede utilizar para modelar procesos de adsorción, especialmente para soluciones diluidas.
El documento habla sobre las reacciones de oxidación-reducción. Explica que estas reacciones involucran la transferencia de electrones entre un agente oxidante y reductor. El agente oxidante gana electrones y se reduce, mientras que el agente reductor pierde electrones y se oxida. También describe algunos indicadores redox y métodos de valoración redox como la permanganometría, dicromatometría e iodometría.
Práctica 9. Determinación de dureza total y dureza de calcioVictor Jimenez
Este documento describe un experimento de laboratorio para determinar la dureza total y la dureza de calcio de una muestra de agua. Se utilizan indicadores como el eriocromo negro T y la murexida para valorar la muestra con EDTA y calcular las concentraciones de carbonato de calcio y carbonato de magnesio presentes. El experimento involucra varios cálculos químicos y produce residuos de las determinaciones de dureza.
Este documento describe un experimento para identificar metales alcalinos y alcalinotérreos mediante el análisis de coloraciones de llama. Se explica que cada elemento emite un espectro atómico único que produce un color característico en la llama. El procedimiento involucra calentar muestras de sales de dichos metales con un mechero Bunsen y observar la coloración resultante, permitiendo identificar el metal presente.
El documento describe un procedimiento para sintetizar ácido acetilsalicílico (aspirina) a partir de ácido salicílico y anhídrido acético usando ácido sulfúrico como catalizador. El proceso involucra la reacción química, purificación del producto crudo mediante recristalización, y una prueba química para evaluar la pureza usando cloruro férrico.
Balance de materia sin reaccion quimicazumzteingnr
Este documento describe los conceptos básicos de balances de materia. Explica que existen diferentes tipos de procesos como intermitentes, continuos y semiintermitentes, así como procesos estacionarios y transitorios. También presenta la ecuación general de balance de materia y describe cómo se aplica a diferentes tipos de procesos. Por último, proporciona una metodología para resolver problemas de balances de materia que incluye organizar la información, elegir una base de cálculo, realizar la contabilidad del problema y escribir y resolver las ecuaciones de balance
Este documento presenta una tabla de potenciales estándares de reducción para diversas reacciones electroquímicas. Los potenciales se dan en relación con un electrodo estándar de hidrógeno y bajo condiciones estándar de temperatura, presión y concentración. La tabla incluye los potenciales de reducción para metales como litio, sodio, potasio y otros, así como para no metales e iones en solución acuosa.
Para fabricar 1 libra de mermelada de fresa se requieren 0.486 libras de fresas. Esto se debe a que las fresas contienen un 85% de agua y para concentrar la mermelada se evapora agua hasta que quede una tercera parte de agua. Para producir 100 kg de jugo concentrado al 48% de sólidos para la venta se necesitan procesar 400 kg de jugo de naranja fresco con 12% de sólidos.
Números adimensionales de importancia en ingenieríaandreswill
Este documento presenta definiciones y explicaciones de varios números adimensionales importantes utilizados en ingeniería, incluyendo el número de Arquímedes, Biot, coeficiente de arrastre, coeficiente de sustentación, Damkholer, Eckert, Euler, Froude, Graetz, Grashof, Lewis, Mach y otros. Cada número adimensional representa la relación entre fuerzas o propiedades físicas relevantes para un problema de ingeniería particular.
El documento describe un método para determinar cloruros mediante titulación directa con nitrato de plata usando cromato de potasio como indicador. La reacción clave es la formación de cloruro de plata cuando los iones de plata reaccionan con los cloruros. El cambio de color del indicador indica cuando se alcanza el punto final de la reacción.
La Espectroscopia de infrarrojo (IR) es un técnica analítica que se basa en la energía absorbida por una molécula cuando vibra, alargando y flexionando sus enlaces. La espectroscopia de infrarrojo se utiliza para analizar los grupos funcionales en una molécula. Por otro lado, un espectro es el resultado, en general en forma de gráfica, de un espectrómetro. El análisis de un espectro proporciona información acerca de la estructura molecular del sustancia objeto de estudio.
Estudio de los conceptos:
Regla de las Fases de Gibbs
Grados de Libertad
Presión de Vapor
Fluido Supercrítico
Equilibrio Líquido Vapor
Ley de Raoult
Ecuación de Antoine
Punto de Rocío
Punto de Burbuja
Platos teóricos
Azeótropo
1) Los buffers son soluciones que resisten cambios en el pH cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido o base. Existen tres tipos principales de buffers: ácido débil-sal, base débil-sal, y salino.
2) La capacidad de amortiguación de un buffer es máxima cuando la relación concentración de sal/ácido o sal/base es igual a 1. El rango útil de un buffer es cuando el pH está entre pKa ± 1.
3) Los principales buffers en el cuerpo son el sistema carbonato/bicarbonato y los sistemas de fos
La prueba de Molisch es una prueba cualitativa para detectar la presencia de carbohidratos en una muestra. Se realiza agregando el reactivo de Molisch y ácido sulfúrico a la muestra, lo que producirá un anillo de color violeta si hay carbohidratos presentes. Aunque la prueba indica si hay carbohidratos, se necesitan otras pruebas para determinar la cantidad y tipo específico de carbohidratos.
Este documento presenta una introducción a la química analítica. Explica que la química analítica estudia los principios y técnicas para determinar la composición química de las muestras, incluyendo análisis cualitativo y cuantitativo. También describe los diferentes tipos de análisis según la naturaleza de la muestra y el analito, así como los métodos utilizados como gravimétricos, volumétricos y espectroscópicos. Finalmente, resume las etapas clave de un an
Balance de materia y energia en reacciones quimicasIsabelaCeci08
El documento explica los principios de balance de materia y energía para procesos químicos. Define balance de materia como un cálculo exacto de los materiales que entran, salen o se acumulan en un proceso químico. Explica que para procesos con reacciones químicas, se debe hacer balances para cada elemento o compuesto. También cubre conceptos como estado estacionario y presión constante para balances de procesos.
Este informe de laboratorio presenta los resultados de un experimento sobre la cinética química de la reacción entre peróxido de hidrógeno y yoduro de potasio. Se determinó la ley de velocidad de la reacción individualmente y en grupo, calculando los índices x e y, la constante de velocidad k y la energía de activación. La reacción fue de segundo orden global y tuvo una energía de activación alta, lo que indica una velocidad lenta.
Este documento proporciona definiciones sobre diferentes tipos de mezclas y disoluciones, incluidas disoluciones saturadas, no saturadas y sobresaturadas. También explica factores que afectan la solubilidad y velocidad de disolución, así como diferentes unidades para expresar concentración como porcentaje, partes por millón, molaridad, normalidad y molalidad. Incluye ejemplos de cálculos para estas diferentes unidades de concentración.
Este documento presenta información sobre la técnica analítica de permanganometría. Explica que las soluciones de permanganato de potasio son altamente oxidantes y se utilizan para titular analitos reductores. Describe los puntos finales comunes y los patrones primarios utilizados para estandarizar las soluciones de permanganato, como el oxalato de sodio y el óxido arsenioso. También incluye detalles sobre la preparación y estabilidad de las soluciones patrón de permanganato, y presenta un ejemplo de cur
Este documento presenta un resumen de una clase sobre ecuaciones de estado. Introduce la ecuación de estado de Van der Waals y explica conceptos clave como presión y volumen reducido. También cubre ecuaciones de estado más precisas y la ley de los estados correspondientes.
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.
El documento describe los conceptos de fluidos compresibles e incompresibles, y explica que la compresibilidad de un fluido depende tanto de su naturaleza como de las condiciones de flujo. Los gases tienden a ser más compresibles que los líquidos. También presenta las ecuaciones que rigen el flujo compresible e incompresible, como las ecuaciones de continuidad y Navier-Stokes.
El documento habla sobre las reacciones de oxidación-reducción. Explica que estas reacciones involucran la transferencia de electrones entre un agente oxidante y reductor. El agente oxidante gana electrones y se reduce, mientras que el agente reductor pierde electrones y se oxida. También describe algunos indicadores redox y métodos de valoración redox como la permanganometría, dicromatometría e iodometría.
Práctica 9. Determinación de dureza total y dureza de calcioVictor Jimenez
Este documento describe un experimento de laboratorio para determinar la dureza total y la dureza de calcio de una muestra de agua. Se utilizan indicadores como el eriocromo negro T y la murexida para valorar la muestra con EDTA y calcular las concentraciones de carbonato de calcio y carbonato de magnesio presentes. El experimento involucra varios cálculos químicos y produce residuos de las determinaciones de dureza.
Este documento describe un experimento para identificar metales alcalinos y alcalinotérreos mediante el análisis de coloraciones de llama. Se explica que cada elemento emite un espectro atómico único que produce un color característico en la llama. El procedimiento involucra calentar muestras de sales de dichos metales con un mechero Bunsen y observar la coloración resultante, permitiendo identificar el metal presente.
El documento describe un procedimiento para sintetizar ácido acetilsalicílico (aspirina) a partir de ácido salicílico y anhídrido acético usando ácido sulfúrico como catalizador. El proceso involucra la reacción química, purificación del producto crudo mediante recristalización, y una prueba química para evaluar la pureza usando cloruro férrico.
Balance de materia sin reaccion quimicazumzteingnr
Este documento describe los conceptos básicos de balances de materia. Explica que existen diferentes tipos de procesos como intermitentes, continuos y semiintermitentes, así como procesos estacionarios y transitorios. También presenta la ecuación general de balance de materia y describe cómo se aplica a diferentes tipos de procesos. Por último, proporciona una metodología para resolver problemas de balances de materia que incluye organizar la información, elegir una base de cálculo, realizar la contabilidad del problema y escribir y resolver las ecuaciones de balance
Este documento presenta una tabla de potenciales estándares de reducción para diversas reacciones electroquímicas. Los potenciales se dan en relación con un electrodo estándar de hidrógeno y bajo condiciones estándar de temperatura, presión y concentración. La tabla incluye los potenciales de reducción para metales como litio, sodio, potasio y otros, así como para no metales e iones en solución acuosa.
Para fabricar 1 libra de mermelada de fresa se requieren 0.486 libras de fresas. Esto se debe a que las fresas contienen un 85% de agua y para concentrar la mermelada se evapora agua hasta que quede una tercera parte de agua. Para producir 100 kg de jugo concentrado al 48% de sólidos para la venta se necesitan procesar 400 kg de jugo de naranja fresco con 12% de sólidos.
Números adimensionales de importancia en ingenieríaandreswill
Este documento presenta definiciones y explicaciones de varios números adimensionales importantes utilizados en ingeniería, incluyendo el número de Arquímedes, Biot, coeficiente de arrastre, coeficiente de sustentación, Damkholer, Eckert, Euler, Froude, Graetz, Grashof, Lewis, Mach y otros. Cada número adimensional representa la relación entre fuerzas o propiedades físicas relevantes para un problema de ingeniería particular.
El documento describe un método para determinar cloruros mediante titulación directa con nitrato de plata usando cromato de potasio como indicador. La reacción clave es la formación de cloruro de plata cuando los iones de plata reaccionan con los cloruros. El cambio de color del indicador indica cuando se alcanza el punto final de la reacción.
La Espectroscopia de infrarrojo (IR) es un técnica analítica que se basa en la energía absorbida por una molécula cuando vibra, alargando y flexionando sus enlaces. La espectroscopia de infrarrojo se utiliza para analizar los grupos funcionales en una molécula. Por otro lado, un espectro es el resultado, en general en forma de gráfica, de un espectrómetro. El análisis de un espectro proporciona información acerca de la estructura molecular del sustancia objeto de estudio.
Estudio de los conceptos:
Regla de las Fases de Gibbs
Grados de Libertad
Presión de Vapor
Fluido Supercrítico
Equilibrio Líquido Vapor
Ley de Raoult
Ecuación de Antoine
Punto de Rocío
Punto de Burbuja
Platos teóricos
Azeótropo
1) Los buffers son soluciones que resisten cambios en el pH cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido o base. Existen tres tipos principales de buffers: ácido débil-sal, base débil-sal, y salino.
2) La capacidad de amortiguación de un buffer es máxima cuando la relación concentración de sal/ácido o sal/base es igual a 1. El rango útil de un buffer es cuando el pH está entre pKa ± 1.
3) Los principales buffers en el cuerpo son el sistema carbonato/bicarbonato y los sistemas de fos
La prueba de Molisch es una prueba cualitativa para detectar la presencia de carbohidratos en una muestra. Se realiza agregando el reactivo de Molisch y ácido sulfúrico a la muestra, lo que producirá un anillo de color violeta si hay carbohidratos presentes. Aunque la prueba indica si hay carbohidratos, se necesitan otras pruebas para determinar la cantidad y tipo específico de carbohidratos.
Este documento presenta una introducción a la química analítica. Explica que la química analítica estudia los principios y técnicas para determinar la composición química de las muestras, incluyendo análisis cualitativo y cuantitativo. También describe los diferentes tipos de análisis según la naturaleza de la muestra y el analito, así como los métodos utilizados como gravimétricos, volumétricos y espectroscópicos. Finalmente, resume las etapas clave de un an
Balance de materia y energia en reacciones quimicasIsabelaCeci08
El documento explica los principios de balance de materia y energía para procesos químicos. Define balance de materia como un cálculo exacto de los materiales que entran, salen o se acumulan en un proceso químico. Explica que para procesos con reacciones químicas, se debe hacer balances para cada elemento o compuesto. También cubre conceptos como estado estacionario y presión constante para balances de procesos.
Este informe de laboratorio presenta los resultados de un experimento sobre la cinética química de la reacción entre peróxido de hidrógeno y yoduro de potasio. Se determinó la ley de velocidad de la reacción individualmente y en grupo, calculando los índices x e y, la constante de velocidad k y la energía de activación. La reacción fue de segundo orden global y tuvo una energía de activación alta, lo que indica una velocidad lenta.
Este documento proporciona definiciones sobre diferentes tipos de mezclas y disoluciones, incluidas disoluciones saturadas, no saturadas y sobresaturadas. También explica factores que afectan la solubilidad y velocidad de disolución, así como diferentes unidades para expresar concentración como porcentaje, partes por millón, molaridad, normalidad y molalidad. Incluye ejemplos de cálculos para estas diferentes unidades de concentración.
Este documento presenta información sobre la técnica analítica de permanganometría. Explica que las soluciones de permanganato de potasio son altamente oxidantes y se utilizan para titular analitos reductores. Describe los puntos finales comunes y los patrones primarios utilizados para estandarizar las soluciones de permanganato, como el oxalato de sodio y el óxido arsenioso. También incluye detalles sobre la preparación y estabilidad de las soluciones patrón de permanganato, y presenta un ejemplo de cur
Este documento presenta un resumen de una clase sobre ecuaciones de estado. Introduce la ecuación de estado de Van der Waals y explica conceptos clave como presión y volumen reducido. También cubre ecuaciones de estado más precisas y la ley de los estados correspondientes.
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.
El documento describe los conceptos de fluidos compresibles e incompresibles, y explica que la compresibilidad de un fluido depende tanto de su naturaleza como de las condiciones de flujo. Los gases tienden a ser más compresibles que los líquidos. También presenta las ecuaciones que rigen el flujo compresible e incompresible, como las ecuaciones de continuidad y Navier-Stokes.
Este documento trata sobre el flujo de fluidos compresibles en fase gaseosa. Explica las ecuaciones generales que rigen este tipo de flujo, como la continuidad, energía y cantidad de movimiento. También describe los métodos para analizar el flujo adiabático e isotérmico, así como el flujo límite cuando la velocidad alcanza la del sonido.
Este documento presenta las leyes de los gases, incluyendo las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac. Explica que la ley de Boyle establece que la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales a temperatura constante, mientras que la ley de Charles establece que el volumen y la temperatura son directamente proporcionales a presión constante. Finalmente, la ley de Gay-Lussac establece que la presión y la temperatura son directamente proporcionales a volumen constante.
Este documento describe diferentes tipos de manómetros y barómetros, incluyendo sus características y usos. Explica que los manómetros miden la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados utilizando la presión atmosférica como referencia. Describe manómetros de Bourdon, de columna líquida, de fuelle y de tubo helicoidal, y explica cómo miden presiones absolutas o diferenciales.
El documento describe diferentes métodos para medir el flujo de líquidos y gases, incluyendo medidores diferenciales, de desplazamiento positivo y volumétricos. Explica factores que afectan la medición de flujo como la velocidad, viscosidad, densidad y temperatura del fluido. También describe el principio de operación de medidores diferenciales comunes como placas de orificio y tubos Venturi.
El documento presenta información sobre un módulo de calefacción de aire que estudia tres operaciones unitarias: flujo de fluidos compresibles (aire), transferencia de calor y secado/humedificación. Explica conceptos clave como el número de Mach, ecuaciones para flujo de gases, y tipos de maquinaria para mover gases como ventiladores y sopladores.
Este documento presenta conceptos fundamentales de estática de fluidos como presión, densidad y peso específico. Explica el funcionamiento de manómetros para medir presión y describe un procedimiento experimental para construir una maqueta que mide presión manométrica usando un embudo, manguera y recipiente con agua. Los resultados muestran que a mayor profundidad del embudo, mayor es la presión manométrica indicada en el manómetro construido.
Este documento introduce los conceptos básicos de la neumática. Define la neumática como la técnica de aplicación y utilización racional del aire comprimido. Explica las ventajas del aire comprimido como su abundancia, capacidad de almacenamiento y transporte, y su resistencia a explosiones. También cubre conceptos físicos como presión, caudal y temperatura.
Este documento introduce los conceptos básicos de la neumática. Define la neumática como la técnica de aplicación y utilización racional del aire comprimido. Explica las ventajas del aire comprimido como su abundancia, capacidad de almacenamiento y transporte, y su resistencia a explosiones. También cubre conceptos físicos como presión, caudal y temperatura.
Este documento trata sobre el flujo de gas en tuberías. Explica que existen diferentes tipos de flujo como el adiabático, isotérmico y politrópico. También describe los conceptos de número de Reynolds, régimen laminar vs turbulento, y factores que afectan la fricción como la rugosidad de las paredes. Finalmente, presenta diversas ecuaciones para calcular la caída de presión en función del caudal, diámetro, longitud y otros parámetros.
Este documento trata sobre conceptos básicos de fluidos ideales como su definición, características y propiedades. Explica principios como la continuidad, Arquímedes y Bernoulli. También cubre temas como gases ideales, flujo irrotacional, efecto Venturi y sus aplicaciones en la industria petrolera. El documento proporciona una introducción general a la mecánica de fluidos ideales.
El documento describe los conceptos de fluidos compresibles e incompresibles. Explica que un fluido compresible es aquel cuya densidad varía significativamente con los cambios de presión, como los gases, mientras que la densidad de los fluidos incompresibles como los líquidos cambia poco. Introduce el módulo de compresibilidad como una constante que representa la relación entre variaciones de volumen y presión de un material. Finalmente, analiza cómo la velocidad del sonido en un fluido puede usarse para evaluar su grado de compresibilidad.
El documento trata sobre la mecánica de fluidos y cubre temas como las propiedades de los fluidos, medición de presión, ecuación de Bernoulli y flujo en tuberías. Describe las diferentes ramas de la mecánica de fluidos como hidrostática, hidráulica e hidrodinámica. Explica conceptos clave como densidad, viscosidad y su variación con la temperatura. También analiza la relación entre presión y profundidad en fluidos en reposo.
Este documento presenta información sobre los gases y las tres leyes de los gases ideales. Explica conceptos clave como temperatura, presión y volumen. Detalla cómo se calibran los termómetros y define la presión en términos de fuerza y área. Presenta las leyes de Boyle, Charles y los gases ideales, y proporciona ejemplos de cálculos. El objetivo es repasar estas leyes y su relación con la temperatura, presión y volumen de los gases.
El documento trata sobre la mecánica de fluidos. Explica conceptos clave como flujo, propiedades de los fluidos, tipos de flujo, ecuaciones de continuidad y energía que rigen el movimiento de fluidos a través de tuberías y bombas. También cubre temas como viscosidad, número de Reynolds, y velocidades recomendadas para el transporte de fluidos a través de sistemas de tuberías.
Este documento describe los fundamentos físicos del aire comprimido, incluyendo su composición, flujo, presión y medición. El aire comprimido se compone principalmente de nitrógeno y oxígeno. Su flujo puede ser laminar o turbulento dependiendo de la velocidad y la presencia de obstáculos. La presión se mide en unidades como el Pascal y depende de la fuerza aplicada sobre una superficie. Existen diversos tipos de instrumentos para medir la presión como manómetros y convertidores neumático-eléctricos
Este documento describe las propiedades fundamentales de los gases, incluyendo la presión, temperatura, masa y volumen. Explica cómo se miden y relacionan estas propiedades, y compara las propiedades de los gases con los otros estados de la materia. También introduce conceptos clave como la presión atmosférica y las diferentes escalas de temperatura como Celsius, Fahrenheit y Kelvin.
Este documento describe las propiedades de los gases ideales y reales. Explica que la presión es la fuerza ejercida por un gas dividida por el área, y que la presión atmosférica se mide con un barómetro de Torricelli. También define la temperatura como una propiedad que representa el equilibrio térmico, y describe las escalas Celsius y Fahrenheit.
Similar a Errores comunes en la medición de gases (20)
Este documento presenta un resumen de los sistemas de medición de combustibles. Explica la motivación para medir con precisión el volumen y la temperatura de los combustibles debido a su expansión térmica, y describe los diferentes tipos de volúmenes. También cubre temas como la medición de temperatura, los cambios de volumen, los instrumentos para medir en estanques y ductos, y los beneficios de una medición precisa.
El documento proporciona información sobre la calibración de sistemas de medición de cloro libre utilizando sensores Memosens de Endress+Hauser. Explica que la medición de cloro libre depende del pH y la temperatura, por lo que es necesario calibrar primero estos parámetros. Luego, detalla los pasos para configurar el transmisor y calibrar el sensor de cloro libre, asegurando la compensación automática por pH y temperatura.
El documento describe la implementación exitosa de sensores ultrasónicos FDU93 de Endress+Hauser para medir el nivel en cubas de salida de molinos en Codelco División Andina. Los sensores FDU91 anteriores no proporcionaban mediciones confiables debido a las condiciones adversas. Los FDU93 ofrecen un mayor rango de medición, una frecuencia más baja y un ángulo de propagación más estrecho, lo que mejora la estabilidad de la medición y reduce la frecuencia de mantenimiento. Aunque los radares también son una op
El documento describe cómo la instalación afecta la precisión de los medidores de flujo y cómo se puede mejorar el perfil de flujo. Explica que los medidores miden la velocidad promedio en la tubería y que un perfil de flujo simétrico y sin disturbios es necesario para los medidores térmicos. También indica que los acondicionadores de flujo pueden corregir perfiles distorsionados al proporcionar suficiente longitud recta, aunque no garantizan la precisión especificada.
El documento describe los flujos pulsantes, sus causas y cómo afectan la medición de flujo. Explica que las pulsaciones son comunes con bombas como las de pistón o diafragma y que pueden corregirse mediante amortiguación mecánica o software de compensación de pulsaciones. También recomienda considerar picos de flujo tres veces mayor que el diseño de bomba al configurar un medidor para una aplicación con bomba de diafragma.
Este documento describe los revestimientos de PFA y PTFE utilizados en los flujómetros magnéticos Promag 50P/53P. Explica que el PFA tiene una mejor resistencia química y térmica que el PTFE y puede soportar temperaturas hasta 180°C, mientras que el PTFE se usa comúnmente en tamaños hasta 600mm. También destaca las ventajas del revestimiento de PFA como su mayor resistencia al vapor y al vacío.
Presentacion Optimización proceso de calibración pH ORPEndress+Hauser
Este documento resume un proyecto de titulación para optimizar el período de mantenimiento de electrodos de pH/ORP en Minera Los Pelambres. La primera parte cubre la teoría de pH/ORP, la tecnología de comunicación Memosens y el proceso de flotación. La segunda parte analiza la banda permisible de error de pH, las ventajas de Memosens, los datos históricos y concluye que la tecnología Memosens reduce los tiempos de calibración y mejora la seguridad.
Tesis optimizacion del periodo de mantención de electrodos de phorp en miner...Endress+Hauser
Este documento trata sobre la optimización del período de mantención de electrodos de pH/ORP en Minera Los Pelambres. Describe el proceso de flotación de minerales sulfurados de cobre y la influencia del potencial redox y pH en este proceso. También estudia 2 puntos de medición de pH/ORP con tecnología Memosens e incluye información sobre factores de calibración, componentes de sistemas de medición y procedimientos de calibración.
Catalogo General Electrodomesticos Teka Distribuidor Oficial Amado Salvador V...AMADO SALVADOR
El catálogo general de electrodomésticos Teka presenta una amplia gama de productos de alta calidad y diseño innovador. Como distribuidor oficial Teka, Amado Salvador ofrece soluciones en electrodomésticos Teka que destacan por su tecnología avanzada y durabilidad. Este catálogo incluye una selección exhaustiva de productos Teka que cumplen con los más altos estándares del mercado, consolidando a Amado Salvador como el distribuidor oficial Teka.
Explora las diversas categorías de electrodomésticos Teka en este catálogo, cada una diseñada para satisfacer las necesidades de cualquier hogar. Amado Salvador, como distribuidor oficial Teka, garantiza que cada producto de Teka se distingue por su excelente calidad y diseño moderno.
Amado Salvador, distribuidor oficial Teka en Valencia. La calidad y el diseño de los electrodomésticos Teka se reflejan en cada página del catálogo, ofreciendo opciones que van desde hornos, placas de cocina, campanas extractoras hasta frigoríficos y lavavajillas. Este catálogo es una herramienta esencial para inspirarse y encontrar electrodomésticos de alta calidad que se adaptan a cualquier proyecto de diseño.
En Amado Salvador somos distribuidor oficial Teka en Valencia y ponemos atu disposición acceso directo a los mejores productos de Teka. Explora este catálogo y encuentra la inspiración y los electrodomésticos necesarios para equipar tu hogar con la garantía y calidad que solo un distribuidor oficial Teka puede ofrecer.
HPE presenta una competició destinada a estudiants, que busca fomentar habilitats tecnològiques i promoure la innovació en un entorn STEAM (Ciència, Tecnologia, Enginyeria, Arts i Matemàtiques). A través de diverses fases, els equips han de resoldre reptes mensuals basats en àrees com algorísmica, desenvolupament de programari, infraestructures tecnològiques, intel·ligència artificial i altres tecnologies. Els millors equips tenen l'oportunitat de desenvolupar un projecte més gran en una fase presencial final, on han de crear una solució concreta per a un conflicte real relacionat amb la sostenibilitat. Aquesta competició promou la inclusió, la sostenibilitat i l'accessibilitat tecnològica, alineant-se amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible de l'ONU.
1. Errores comunes en la medición de flujo de gas
O como ahorrar tiempo y dinero aprendiendo de los errores de otros
Carlos Behrends
Carlos.behrends@br.endress.com
Endress + Hauser
Resumen
La medición de flujo de gas es sencilla, pero tiene algunas
características propias que no están presentes en la medición de flujo
de líquidos. Estas características están principalmente relacionadas
con la compresibilidad de los gases. Este trabajo presenta algunos de
los errores mas frecuentes causados por el desconocimiento del
efecto de la compresibilidad de un gas en la medición de su flujo.
Introducción
Adicionalmente a otras aplicaciones existentes de medición de gas,
la creciente tendencia al uso del gas natural nos ha puesto cada vez
mas en contacto con este tema. ¿En que unidades mido? ¿Qué son
las condiciones normalizadas o de referencia? ¿Necesito compensar
la medición de flujo con mediciones de presión y temperatura?
¿Utilizo un transmisor de presión absoluta o manométrica? ¿Por qué
no coincide la medición de dos medidores en serie? Estas son
preguntas típicas en la implementación de mediciones industriales de flujo de gas, que cuando son hechas no
siempre tienen respuesta clara. Peor aún, estas preguntas no siempre son hechas, resultando en una errónea
selección de instrumentos, con los costos y atrasos que esto significa. Este trabajo busca presentar este tema en
forma clara y sencilla, para evitar costosos errores en los que se incurre con frecuencia.
Características de un gas
En muchos aspectos, la medición de flujo de líquidos y gases es similar. Sin embargo, hay un aspecto que hace a
ambas muy distinto, y al que se requiere prestar atención: 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. Este comporta1.
miento se describe con la ley de los gases ideales
P V=
m R T
PM
Ecuación 1
1
Un gas ideal es definido como aquel en el que las colisiones entre sus átomos o moléculas con
perfectamente elásticas, y en el que no hay fuerzas de atracción moleculares. La ecuación 1 describe el comportamiento de gases ideales. En el mundo real, los gases se desvían ligeramente del
comportamiento descrito en esta ecuación. Esta desviación es mayor cuanto más se acerca el gas
a su presión y temperatura críticas (condiciones en las que el comportamiento de las fases gaseosa y líquida de un fluido se hacen indistinguibles). En estas condiciones, el comportamiento del gas
se describe con la ecuación
P V =Z
m R T
, en donde Z es el factor de compresibilidad del
PM
gas. Por simplicidad, y considerando que en muchas aplicaciones industriales los gases están lejos
de sus condiciones críticas, a efectos de este trabajo consideraremos el comportamiento ideal de
los gases, es decir, Z=1.
.
2. En donde:
P: Presión absoluta
V: Volumen ocupado por el gas
M: Masa del gas
3
0
R: Constante universal de los gases, dependiente de las unidades. Por ejemplo, 83,14 (bar.cm )/( K.mol)
T: Temperatura absoluta
PM: peso molecular del gas
Otras ecuaciones derivadas de la anterior son:
P1 V1 P2 V2
=
T1
T2
=
P * PM
R T
Ecuación 3
Ecuación 2
En donde V1 es el volumen ocupado por una cierta
masa de gas, a presión absoluta P1 y temperatura
absoluta T1, y V2 es el volumen ocupado por la
misma masa de gas, a presión absoluta P2 y temperatura absoluta T2.
En donde es la densidad del gas en condiciones
de presión P y temperatura T
Vale 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.
Unidades de medida del flujo de gas
El flujo de un fluido es normalmente expresado en unidades de volumen por unidad de tiempo, p. ej., m3/h.
Esta unidad, satisfactoria para expresar flujo de líquidos en muchos casos, es también utilizada para medir flujo
de gases. Sin embargo, como explicaremos a continuación, no es suficiente.
El fenómeno de compresibilidad de los gases arriba descrito hace que un metro cúbico de gas en distintas condiciones tenga una masa muy distinta en diversas condiciones:
•
•
•
0
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 cambia.
0
Un m3 de aire a 1,013 bar(a) (equivalente a 1 ata) y 0 C pesa 1,3 kg.
Un kg de aire pesa 1 kg (obviamente), independientemente de las condiciones en que es medido.
Por lo tanto, si expresamos un flujo de gas en kg/h, la masa de gas a la que nos referimos por unidad de tiempo
queda claramente definida. En cambio si utilizamos 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 este sentido, existen dos opciones:
•
•
Expresar el volumen de gas por unidad de tiempo en las condiciones reales de flujo: en este caso,
0
hablamos por ejemplo de m3/h, medidos a 8 ata y 32 C. La dificultad 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 estamos
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, expresamos el volumen a presión y temperatura fijadas arbitrariamente y utilizadas como referencia. Esta pre-
3. sión y temperatura no guardan ninguna relación con las de flujo. Una condición de referencia típica es
0
1 atmósfera absoluta y 0 C, 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 inmensa mayoría de los
casos los flujos de gas son expresados en condiciones normales (u otras condiciones de referencia similares).
Existen diversas condiciones de referencia, las más utilizadas son:
•
•
0
Condiciones normalizadas: 1 ata y 0 C, determinadas por el sistema métrico decimal.
o
Condiciones standard: 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 condiciones normales. Mas aún, con
alguna frecuencia se utilizan variantes de las condiciones de referencia (como temperaturas de referencia de 15
0
ó 25 C), por lo que incluso el término normal puede no ser una definición precisa.
Distintos tipos de flujómetros
Los flujómetros determinan flujos másicos o volumétricos en condiciones de flujo, dependiendo de su principio
de operación. Desde esta perspectiva, podemos clasifica r a los flujómetros en tres tipos:
•
•
•
Volumétricos
Másicos
Los que utilizan el principio de Bernoulli.
Volumétricos
El principio de operación de estos flujómetros determina la
velocidad de flujo del gas. Esta velocidad, multiplicada por
la sección de flujo, determina el flujo volumétrico en condiciones de flujo del gas. Un ejemplo típico es el vortex.
Cuando un obstáculo se opone al paso de un fluido, el
fluido lo rodea generando una turbulencia muy particular,
en la que se desprenden vórtices en forma alternada a cada
lado del obstáculo. Este es un fenómeno que se puede
apreciar en la vida diaria. De hecho, el flamear de la bandera es la evidencia de cómo los vórtices del flujo de aire se
desprenden al rodear al asta. Este fenómeno fue observado
por primera vez en 1513 por Leonardo da Vinci (14522
1519), y estudiado en detalle por el científico aeronáutico húngaro Theodore Von Kármán (1881-1963),
quien en 1912 analizó el comportamiento de los vórtices que se forman cuando un fluido rodea un obstáculo.
En su estudio, Von Kármán determinó que en condiciones turbulentas de flujo el volumen contenido en un
vórtice es independiente de la velocidad del fluido. En estas condiciones, el caudal es proporcional a la frecuencia de desprendimiento de los vórtices. Es posible demostrar que este comportamiento es independiente de
características del fluido tales como la densidad o la viscosidad (en la medida en que se mantenga el flujo turbulento), o incluso si el fluido es un gas o un líquido.
Los flujómetros vortex constan básicamente de un obstáculo que se opone al avance de un fluido, un sensor que
determina la frecuencia de desprendimiento de los vórtices, y una electrónica que convierte esta frecuencia en
una señal normalizada, por ejemplo, 4-20 mA, basándose en la ecuación:
2
Theodore Von Kármán tuvo una intensa participación en numerosas aplicaciones aeronáuticas,
incluyendo el avión Douglas DC-1, el avión militar experimental X-1 (el primero en quebrar la barrera del sonido), y el misil balístico intercontinental Atlas.
4. Qv = k f
Ecuación 4
En donde:
Qv: Caudal volumétrico
k: constante determinada en banco de calibración
f: frecuencia de desprendimiento de los vórtices.
Otros flujómetros que operan determinando la velocidad del fluido son:
• Turbinas
• Flujo por ultrasonido.
En todos estos principios de operación, el flujo determinado está en condiciones de flujo. Para expresarlo en
condiciones de referencia, se debe utilizar la ecuación
Qvr = Qv f
Pf
Tr
Tf
Pr
Ecuación 5
En donde el subíndice r corresponde a las condiciones de referencia o normalizadas, y el subíndice f corresponde
a las condiciones de flujo.
Másicos
Estos flujómetros determinan directamente el flujo másico de gas que circula. Por tal motivo, variaciones de
presión o temperatura de flujo no variarán el flujo medido.
En la actualidad hay dos principios de operación que miden el flujo másico, con gran auge:
• Los flujómetros por coriolis
• Los flujómetros por dispersión térmica
En ambos principios, el flujo volumétrico se calcula como:
Qvr = Qm
r
Ecuación 6
En donde Qm es el flujo másico, y
r
es la densidad en condiciones de referencia.
Coriolis
El efecto de Coriolis es una fuerza inercial descripta por primera vez
por el matemático e ingeniero francés Gustave-Gaspard Coriolis
(1792-1843) en 1835. El efecto Coriolis es una deflexión aparente que
se produce cuando un objeto se mueve en forma radial sobre un disco
en rotación. Esta deflexión está causada por la mayor velocidad tangencial que el objeto requeriría para mantener su trayectoria recta con
relación al disco, en la medida en que se aleja del centro del disco en
rotación.
Un flujómetro coriolis consta de uno o dos tubos que vibran. La composición de movimiento del fluido dentro
del tubo vibrando emula al movimiento de un objeto sobre un disco, generando una fuerza de coriolis que deforma el tubo. Esta deformación es proporcional al caudal másico que circula por el tubo.
5. La primer patente para medición
de caudal por efecto coriolis data
de 1950, mientras que los primeros productos comerciales fueron
lanzados durante la década de
1970. Estos consistían en dos
tubos en U paralelos, sobre cuyas
ramas se producía el efecto coriolis, generando una deflexión cuya
amplitud era medida.
La vibración se logra utilizando
una bobina sujeta a un tubo, que
actúa sobre el segundo tubo. La
corriente alterna aplicada sobre la
bobina producirá la vibración de
ambos tubos. Por otra parte, dos
sensores miden la frecuencia y
amplitud de la vibración. Se
puede determinar que la frecuencia de la vibración es proporcional a la masa del tubo, y por ende a la densidad del fluido contenido. Por
otra parte, la amplitud de la deflexión es proporcional al flujo másico.
En 1986 se lanza un concepto revolucionario, que es el de flujómetro másico por principio de coriolis, de tubo
recto. En lugar de tubos en U, se utilizan tubos rectos, a los que también se hace vibrar. El movimiento de fluido
dentro del tubo vibrando también sufre la aceleración de coriolis, la que genera un desfasaje en la vibración del
tubo, de la primer sección respecto de la segunda.
Másicos Térmicos
Estos flujómetros se basan en la dispersión del calor generado
por el flujo de corriente eléctrica a través una resistencia. Por
una resistencia inmersa en un flujo de fluido circula una
corriente eléctrica produciendo calor. Este calor es dispersado
por el flujo del fluido en cuestión, enfriando la resistencia.
Esta resistencia es en particular una RTD, por lo que también
se mide la temperatura de la misma. Una segunda RTD da la
temperatura de referencia del fluido. Un lazo de control mantiene constante la diferencia entre ambas temperaturas, regulando para ello el flujo de corriente. Resulta así que el flujo de
fluido es proporcional al flujo de corriente que circula por la
resistencia, siendo también aplicable la ecuación 6.
Los que utilizan el principio de Bernoulli.
Este grupo de flujómetros incluye una variedad de tipos basados en la ecuación desarrollada por Daniel Bernoulli
(1700-1782). La ecuación de Bernoulli corresponde a la ley de
conservación de la energía aplicada a fluidos en movimiento.
Existen numerosas ecuaciones derivadas del principio de Bernoulli. Por ejemplo, la ecuación práctica aceptada por el comité de
investigación de flujómetros de la ASME (American Society of
Mechanical Engineers) para medición de flujo de gases y líquidos
con placas orificio es la siguiente:
Qm = Qv1
1
= C Y A2
2 g c ( P1
1
P2 )
4
1
6. Ecuación 7
En donde:
A2: Sección de del orificio
C: coeficiente de descarga
gc: gravedad
P1, P2: Presión estática aguas arriba y debajo de la restricción.
Qv1: flujo volumétrico en las condiciones de flujo aguas arriba de la restricción.
Qm: flujo másico
Y: factor de expansión. Considera el cambio de densidad del gas por la expansión adiabática de P1 a P2. Para
líquidos es 1, para gases es cercano a 1, dependiendo del calor específico del gas y la relación P1/P2.
: relación entre el diámetro del orificio y el diámetro de la línea.
1: densidad del gas en las condiciones de flujo aguas arriba de la restricción.
Con alguna frecuencia, se dice que la medición de flujo volumétrico de gases con placas orificio no requiere de
compensación por presión y temperatura. Combinando la Ecuación 3 y la Ecuación 7 obtenemos:
Qv1 = C Y A2
2 g c ( P1 P2 ) R T1
4
(1
) P1 PM
Ecuación 8
Como vemos, P1 y T1 participan en esta ecuación, por lo que en flujo de gases medidos utilizando el principio de
Bernoulli, la compensación por presión y temperatura es necesaria.
¿Que tipos de flujómetro requieren compensación por presión y / o
temperatura?
Analizando los distintos tipos de flujómetro, y las necesidades de medición de los usuarios, se puede concluir en
ciertas combinaciones típicas. Sin embargo, es necesario afirmar primero que la mayor parte de los usuarios
requieren medir flujo volumétrico normalizado o flujo másico. Por lo tanto, es muy poco frecuente que el usuario requiera medir volumen en condiciones de flujo. Con esta consideración, las combinaciones más típicas son:
•
•
•
Medidor volumétrico con compensación de presión y temperatura. Un caso típico es el vortex. La
compensación puede ser realizada con valores fijos si la presión y la temperatura son estables dentro de
los márgenes de error pretendidos, o pueden requerir medidores específicos.
Medidor másico: este tipo de medidor no requiere compensación de presión y / o temperatura, ya que
mide en forma directa la masa. La conversión a volumen normalizado se hace utilizando la densidad en
condiciones de referencia, que es una constante.
Medidores por principio de Bernoulli. Requieren compensación de presión y temperatura. La compensación puede ser realizada con valores fijos si la presión y la temperatura son estables dentro de los
márgenes de error pretendidos, o pueden requerir medidores específicos.
¿Siempre es necesaria compensar por presión y / o temperatura utilizando medidores?
La necesidad de compensar una medición por presión y temperatura es un hecho físico, derivado de las características del elemento primario. Pero si la presión y / o la temperatura son constantes, es suficiente aplicar las
ecuaciones 5, 7 u 8 (según corresponda), con presión y temperatura de flujo constantes. En condiciones reales,
presión y temperatura suelen variar, y no utilizar mediciones reales es una fuente de error que el usuario debe
evaluar, dependiendo de la precisión que pretenda.
7. Presión y temperatura absolutas: un error común
Resulta obvio decir, después de definida la Ecuación 1, que la presión y la temperatura deben expresarse como
0
absolutas (p.ej., bar (a) y 0 K). Sin embargo este es un error muy frecuente, en particular con relación a la presión. Para aclararlo, nos explayaremos en la diferencia entre presión absoluta y manométrica.
La mayor parte de los medidores de presión miden la presión en exceso sobre la presión atmosférica. Por ejemplo, diremos que un neumático desinflado no tendrá presión o tendrá una presión de 0 bar, cuando en realidad
contiene aire, que está a presión atmosférica. La presión medida en exceso a la presión atmosférica se conoce
como presión manométrica, y se cumple que:
Pabs = Pman + Patm
Ecuación 9
Recordemos que para aplicar la ley de los gases que hemos utilizado como base de todas estas ecuaciones, se
debe utilizar presión absoluta. Si en lugar de utilizar presión absoluta utilizamos presión manométrica introducimos un error que será mayor cuanto menor sea la presión. Por ejemplo, a 10 bar (a), el error será de aproximadamente 10%.
Debe observarse que la presión absoluta puede determinarse de dos formas:
• Utilizando un transmisor de presión absoluta.
• Utilizando un transmisor de presión manométrica, y sumándole la presión atmosférica.
Dicho esto, surge la pregunta sobre si para medir la presión debe utilizarse un transmisor de presión manométrica o absoluto. En términos estrictos, resulta claro que debe usarse un transmisor de presión absoluta. Sin embargo, los transmisores de presión manométrica presentan dos ventajas:
•
•
Los patrones de calibración de presión manométrica están ampliamente disponibles, cosa que no ocurre
con los patrones de calibración de presión absoluta.
Los transmisores de presión manométrica están disponibles en rangos más amplios que los absolutos,
especialmente a alta presión.
Para tomar la decisión sobre si utilizar transmisores de presión absoluta o manométrica es relevante entonces
analizar el error que surge de usar un transmisor de presión manométrica. Este error surge de considerar la
presión atmosférica como una constante, cuando en realidad es una variable.(recuerde la Ecuación 9). Podremos analizar mejor este error si evaluamos la presión manométrica en la localidad en la que instalamos el equipo. Por ejemplo, en la localidad de Los Ángeles (Chile, VIII Región), la presión manométrica a lo largo del año
2001 mostró la siguiente variación, expresada en mbar (1 atm=1013,25 mbar).:
mes
ene feb mar abr may jun
jul
ago sep
oct
nov
dic
mínima 991 995 999 994 994 1.000 990 989 1.000 997 999 994
máxima 1.010 1.004 1.006 1.012 1.010 1.015 1.014 1.015 1.013 1.013 1.010 1.009
Surgen entonces dos fuentes típicas de error:
•
•
Considerar la presión atmosférica constante, e igual a una atmósfera. En el ejemplo, la presión atmosférica media es de 1.003 mbar (a), mientras que 1 ata equivale a 1.013,25 mbar (a), resultando en un
error de 10 mbar. Este error será mayor cuanto mayor sea la altura de la localidad. Por ejemplo, en la
ciudad de Santiago de Chile (a 800 m de altura), la presión media es de 920 mbar (a), resultando en
ese caso un error de 107 mbar. Este error es fácilmente corregible, averiguando la presión atmosférica
media en la localidad en cuestión, sobre un período amplio de tiempo, y utilizando este valor en la
Ecuación 9.
Hecha la corrección arriba indicada, queda una segunda fuente de error, que es la variación de la presión atmosférica respecto de la media de la localización. Por ejemplo, en la localidad de Los Ángeles la
presión promedio de ese año fue de 1.003 mbar (a)registrándose una presión mínima de 991 mbar (a),
y 1.015 mbar (a). Respecto de estos valores, el error es del –12 y +12 mbar respectivamente.
8. Nótese que hemos utilizados errores absolutos y no relativos. Este punto es clave: el error relativo en nuestra
medición de presión absoluta debe calcularse dividiendo los errores absolutos arriba mencionados, por la presión
absoluta. Basándonos en que hemos configurado correctamente los algoritmos de cálculo, utilizando la presión
atmosférica promedio de 1.003 mbar(a), podemos ver 3 ejemplos del impacto del error de ±12 mbar en una
medición:
•
•
•
Si la presión manométrica es de 1 bar (g), el error será de ±0,6%.
Si la presión manométrica es de 7 bar (g), el error será de ±0,15%.
Si la presión manométrica es de 40 bar (g), el error será de ±0,03%.
Resulta claro que si la presión manométrica medida es de 40 bar, es perfectamente aceptable utilizar un transmisor de presión manométrica, al que se suma en el algoritmo de cálculo la presión atmosférica promedio de la
localidad en cuestión. En el extremo opuesto de los ejemplos dados, muy probablemente un error del 0,6% no
sea aceptable, y se requiera un medidor de presión absoluta. El ejemplo intermedio es considerado un límite
práctico, que origina la siguiente regla práctica:
Por debajo de 7 bar (g), la compensación de flujo de gas por presión requiere un transmisor de presión absoluta.
Por encima de ese valor, puede utilizarse un transmisor de presión manométrica, al cual se le suma la presión
atmosférica media de la localidad en que se realiza la medición.
Instalación
Otro aspecto con frecuencia desestimado es la instalación del flujómetro. Las reglas que se presentarán a continuación son válidas también para líquidos.
Con excepción de los flujómetros másicos por principio de coriolis, los demás flujómetros requieren que el flujo
presente un perfil de velocidades uniforme. Para lograr este perfil, el flujo debe recorrer una distancia apropiada,
sin perturbaciones. Esta distancia se expresa normalmente como un factor del diámetro de la línea. Por ejemplo,
un tramo de 15 DN es un tramo recto de 15 diámetros nominales. Si el diámetro de la línea es de 4”, el tramo
será de 1,5 m.
La figura a continuación muestra los tramos rectos típicamente requeridos en medición de flujo:
9. La figura a continuación muestra la deformación del perfil de velocidades, causada por perturbaciones como
codos, contra codos, etc.
Por último, esta figura muestra errores típicos de instalación. Es importante advertir que varios de estos errores
no son detectables desde el exterior de la línea, por lo que una inspección visual con el proceso presurizado o
con la línea cerrada no los detectará.
10. Conclusiones
La medición de flujo de gas es subestimada con frecuencia. No siempre se contempla con rigurosidad la información necesaria para una correcta medición, desde las condiciones de referencia utilizadas, hasta el tipo de
transmisor de presión utilizado en la compensación. Por otra parte, atender estos detalles no es difícil. Con este
texto, esperamos haber mostrado al lector que medir flujo de gas no es difícil, y que los errores que con frecuencia se ven en las aplicaciones industriales son de fácil solución, realizando el análisis apropiado. Y yendo a una
de las preguntas de la introducción: ¿por qué no me coinciden dos medidores puestos en serie? Pruebe dos
errores típicos: verifique en ambos casos que las condiciones de referencia sean las mismas, y que el computador
de flujo, responsable del cálculo de compensación, este buen configurado de acuerdo a los sensores que tiene
conectados, en particular, el tipo de transmisor de presión.
Autor
Carlos Behrends es gerente general de Endress + Hauser en Brasil y Chile, y country manager para Perú. Fue
gerente general de Foxboro en Chile, y anteriormente vendedor y gerente de ventas de Foxboro Argentina.
Trabajó en el departamento de instrumentos de Techint en Buenos Aires. En el área académica, es coautor del
libro “Sistemas Digitales de Control de Procesos”, y fue profesor de la Universidad de Buenos Aires, además de
dictar numerosos cursos en empresas, institutos y universidades, sobre temas de control automático. Es ingeniero químico de la Universidad de Buenos Aires, y tiene un MBA de la Universidad del Salvador – Deusto. Es
miembro de la Asociación Argentina de Control Automático y miembro Senior de la ISA – Instruments, Systems
and Automation (ex Instruments Society of America).