¿Para qué medir en línea?

La medición en línea nos permite monitorear los procesos en tiempo real, con esta información podemos crear lazos de control que nos ayudan a mantener los procesos en óptimas condiciones de operación así como el de ahorrar insumos.

Algunos ejemplos de estos lazos de control son por ejemplo mantener pH en un rango determinado, mantener oxígeno disuelto en un rango determinado, adición de químicos (floculante/coagulante), toxicidad, turbidez máxima, etc.

El objetivo primordial es la “disminución de costos” al no emplear insumos en exceso durante la operación normal de algún proceso. Estos insumos pueden verse reflejados en:

Algunos ejemplos de sectores o industrias que se benefician de los sistemas de medición en línea son:

La instrumentación ideal, es la que es multiparamétrica, tiene un bajo costo de implementación, bajo costo de operación, mínimo requerimiento de calibración, durable, garantías extendidas, disponibilidad de soporte local, comunicación a otros sistemas y de ser posible con redundancia.

Existe una gran diversidad de parámetros que se pueden medir en línea, entre los que se encuentran:

En una planta de tratamiento de Aguas Residuales el objetivo primordial es la reducción de aproximadamente el 85 al 95% del total de la carga de carbono, remoción del 70% de los compuestos nitrogenados, y el 90 % del fósforo. Todo esto en el menor espacio posible, en el menor tiempo posible y al menor costo posible. Solamente se puede lograr a través de mediciones rápidas y eficientes que sean herramientas para controlar y regular los procesos por medio de la Instrumentación en Línea.

Ecosphere S.A. de C. V., es una empresa dedicada a ofrecer soluciones ambientales completas, es especialista en los campos de tratamiento de aguas residuales, potabilización y remediación de suelos contaminados.

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Los combustibles pesados (gasolina, petróleo, aceite) son mezclas químicas complejas que contienen componentes de alto peso molecular conocidos como asfaltenos.

Los asfaltenos tienen una fuerte tendencia a flocular, lo cual provoca la formación de sedimentos en el combustible; así mismo estos componentes han sido también reconocidos como los causantes del ensuciamiento en diferentes maquinarias tales como los intercambiadores de calor y quemadores, ambos usados comúnmente en las refinerías.

Ahora bien, los combustibles pesados se presentan cada vez más inestables debido a la decreciente calidad de aceites y crudos y también debido a los procesamientos de refinería que cada día son más severos. Entonces, con el propósito de superar los problemas de estabilidad ya mencionados y que se presentan como resultado de la floculación y la sedimentación de los asfaltenos se han usado diferentes aditivos químicos, los cuales han mejorado significativamente la calidad de los combustibles pesados. Por lo tanto es necesario contar con una técnica que pueda medir correctamente la estabilidad de esos combustibles y que también puedan identificar el aditivo más conveniente para superar los problemas de estabilidad. Escogiendo el aditivo y la dosis apropiada, los combustibles que muestran problemas de estabilidad pueden mejorar y entonces se le podría ofrecer una buena calidad de combustible al usuario final.

APLICACIÓN:

Estabilidad del combustible.

•  Métodos Comunes:

Existen diferentes métodos para medir la estabilidad de los combustibles pesados. Entre ellos están las “pruebas de manchas”, una de las técnicas más usadas ya que es muy sencilla de realizar. Sin embargo, esta técnica es muy subjetiva y puede llevar a resultados no precisos.

Otro método disponible es el “Valor-P”, el cual es más objetivo que el de las manchas pero no siempre distingue entre combustible con estabilizadores similares; otro problema que presenta es que llevarlo a cabo consume mucho tiempo.

Podemos notar entonces que los métodos existentes para verificar la estabilidad en este tipo de combustibles son tediosos y poco exactos. Por lo tanto, no son los mejores para optimizar el uso de los aditivos químicos.

•  Método Octel - Turbiscan:

Octel (empresa líder en la producción de aditivos para el petróleo y sus derivados) ha desarrollado un método que es muy rápido y el cual involucra un equipo llamado “Turbiscan”; el cual en tan solo 15 minutos puede medir la estabilidad de los asfaltenos. Los estudios realizados sobre una serie de muestras, han demostrado que este método es más preciso que las técnicas arriba mencionadas (prueba de la mancha, prueba del valor P). El método es simple y puede realizarse en cualquier sitio ya que el instrumento es portátil.

El método Octel-Turbiscan, permite medir de forma fácil y precisa la estabilidad de los combustibles pesados; así mismo permite diferenciar los resultados entre combustibles en los cuales las variaciones en la estabilidad son pequeñas y permite así mismo una correcta dosificación del aditivo; lo cual por supuesto se ve reflejado en la estabilidad del combustible.

Formulaction (empresa líder en el diseño de equipos para caracterizar líquidos) y Octel han conjuntado sus conocimientos para ofrecernos un equipo portátil, robusto, de fácil manejo y sobretodo probado en esta aplicación. Esta tecnología permite con un simple y acertado método, proporcionar a las refinerías una herramienta ideal para medir y optimizar la estabilidad de sus combustibles.

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La conductividad eléctrica en medios líquidos

La conductividad eléctrica en una de las características más importantes de los electrolitos ya que representa la capacidad de estos para transportar la corriente eléctrica.

La resistencia de un conductor electrolítico al paso de la corriente se puede determinar mediante la ley de ohm, si se le aplica una diferencia de potencial a un fluido que contenga iones, se establecerá una corriente de iones positivos que se mueven en la dirección del campo eléctrico y los iones negativos lo harán en sentido contrario.
La conductividad electrolítica es una medida de la disociación de una solución que permite el paso de la corriente eléctrica por la migración de iones bajo la influencia de un gradiente de potencial.

Los iones se mueven a una velocidad que depende de su carga y tamaño, la viscosidad del medio y la magnitud del gradiente de potencial.

Conductividad del agua

Agua pura es un buen conductor de la electricidad. El agua destilada ordinaria en equilibrio con dióxido de carbono en el aire tiene una conductividad aproximadamente de 10 x 10-6 Ω-1*m-1 (20 dS/m). Debido a que la corriente eléctrica se transporta por medio de iones en solución, la conductividad aumenta cuando aumenta la concentración de iones. De tal manera, que la conductividad cuando el agua disuelve compuestos iónicos.

Conductividad en distintos tipos de aguas:

Conductividad eléctrica (EC) y TDS

Índice TDS o Sólidos totales disueltos (siglas en ingles de Total Dissolved Solids) es una medida de la concentración total de iones en solución. EC es realmente una medida de la actividad iónica de una solución en términos de su capacidad para transmitir corriente. En soluciones en dilución, TDS y EC son comparables con TDS en una muestra de agua basado en medida de EC calculado mediante la siguiente ecuación:

TDS (mg/l) = 0.5 x EC (dS/m o mmho/com) ó = 0.5 * 1,000 x EC (µS/cm)

La relación expresada en la formula de arriba también se puede usar para determinar la aceptabilidad de un análisis químico del agua. No se aplica en agua residuales crudas sin ningún tratamiento o en aguas residuales industriales con amplia contaminación.

Esto es porque, cuando la solución está más concentrada (TDS > 1,000 mg/l, EC > 2,000 ms/cm), la proximidad de los iones en solución entre ellos inhibe su actividad y en consecuencia su habilidad de transmitir corriente, a pesar de que la concentración física de sólidos disueltos no queda afectada. A amplios valores de TDS, la relación TDS/EC aumenta y la relación tienen a ser en torno a TDS = 0.9 x EC.

En estos casos, la relación anterior no debe usarse y cada muestra debe caracterizarse de manera separada. Para propósitos de uso en agua en agricultura e irrigación los valores de EC y TDS están relacionados y se pueden convertir con una precisión de aproximadamente un 10% usando la siguiente ecuación:

TDS (mg/l) = 640 x EC (ds/m o mmho/cm)

Los conductímetros

Los conductímetros son los aparatos utilizados para medir la conductividad. Básicamente los conductímetros son instrumentos compuestos por dos placas de un material especial (platino, titanio, níquel recubierto con oro, grafito, etc.), una fuente alimentadora y un sector o escala de medición. Aplicada una diferencia de potencial entre las placas del conductímetro, este mide la cantidad de corriente que como consecuencia pasa por ellas.

Con los valores del voltaje aplicado y con la intensidad eléctrica de la corriente que pasa por las placas, los conductímetros determinan, de acuerdo a su previa calibración, la conductividad de la muestra ensayada.

Hay muchos tipos de conductímetros y los valores de la conductividad son dependientes de la geometría de la celda de cada aparato. Es por ello que cada uno realmente mide una conductividad específica la cual es el producto de la conductividad realmente medida multiplicada por la constante de la celda del mismo. Esta constante es la relación que hay entre la distancia a la cual se encuentran sus placas y la superficie de las misma la cual para dar lecturas confiables deberá ser calibrado conforme lo indica el fabricante utilizando soluciones estándar de conductividad conocida.

Una empresa con experiencia en la calibración de conductímetros es Instrumentos Científicos y de Laboratorio (ICLAB).

El personal de ICLAB está ampliamente capacitado para dar un servicio y asesoría a la mayoría de los instrumentos existentes en el mercado.

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