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Cómo Seleccionar la mejor Estación de Preacondicionamiento de Muestras

módulo de lazo rápido

Cómo Seleccionar la mejor Estación de Preacondicionamiento de Muestras

20 de agosto de 2019 | Randy Rieken

Cuando se analizan muestras en un sistema de toma de muestra analítico, el operario puede necesitar preacondicionar la muestra antes de que ésta llegue al sistema de acondicionamiento de muestras próximo al analizador. Si este paso es necesario para analizar la muestra, seleccionar la estación de preacondicionamiento adecuada es una decisión crítica. 

La opción de la estación de preacondicionamiento depende del tipo de sistema de transporte de muestra utilizado y de la fase actual de la muestra—gas o líquido. Según estas circunstancias, hay dos opciones de diseños comunes para el preacondicionamiento de la muestra.

  1. Una estación de preacondicionamiento en campo instalada cerca de los picajes
  2. Un módulo de lazo rápido instalado cerca del analizador

Sistemas de Transporte de Muestras

Primero, es necesario determinar el sistema de transporte de muestras dentro del sistema de toma de muestra En las aplicaciones de instrumentación analítica, hay dos sistemas habituales para transportar las muestras.

Una línea simple transporta la muestra hasta la ubicación del analizador y continúa hasta el punto de desecho. Los sistemas de transporte de línea única normalmente se utilizan para muestras gaseosas. Un sistema de línea única con una estación de preacondicionamiento en campo puede ser más necesario si las muestras gaseosas están preacondicionadas antes de entrar en la línea de transporte. 

Un sistema de lazo rápido, por otro lado, transporta la muestra a la ubicación del analizador, donde solo una pequeña parte del caudal pasa a través del analizador, y el resto es devuelto a la válvula de retorno a proceso. Los sistemas de lazo rápido son habituales para muestras líquidas, aunque hay situaciones en las que deberían ser utilizados para transportar muestras gaseosas con seguridad. Normalmente los sistemas de lazo rápido utilizan un  módulo de lazo rápido para preacondicionar la muestra cuando llega a la ubicación del analizador.  

Estación de preacondicionamiento vs. Módulo de lazo rápido

Cuando se ha decidido el sistema de transporte de la muestra, se debe decidir el módulo adecuado para preacondicionar la muestra. Puede elegir entre una estación de preacondicionamiento en campo, un módulo de lazo rápido, o ninguno de éstos. La primera distinción entre los dos sistemas es cuándo va a ser preacondicionada la muestra—antes de que entre en la línea de transporte (estación de preacondicionamiento en campo), o una vez llega a la ubicación del analizador (módulo de lazo rápido). Es importante tener en cuenta que raramente un sistema de toma de muestra utilizará ambos módulos.

field station module in a single line transport system

Figura 1: Estación de preacondicionamiento en campo instalada en un sistema de transporte de línea simple.

Las estaciones de preacondicionamiento frecuentemente están disponibles como subsistemas con dispositivos que filtran la muestra, vaporizan una muestra líquida o reducen la presión de una muestra gaseosa. Como se ve arriba en la Figura 1, una estación de preacondicionamiento en campo preacondicionará la muestra antes de que pase a la línea de transporte. Las estaciones de preacondicionamiento en campo tienen la capacidad de:

  • Eliminar sólidos o líquidos no deseados en la corriente.
  • Cambiar la presión o temperatura de la muestra.
  • Cambiar el estado de la muestra por medio de la vaporización o condensación.
  • Permitir la entrada del gas de calibración.

fast loop module in a fast loop transport system
Figura 2: Módulo de lazo rápido instalado en un sistema de lazo rápido.  

La mayoría de los módulos de lazo rápido se utilizan para muestras líquidas, aunque cada vez más se utilizan también para muestras de gases. En la mayoría de los casos, los módulos de lazo rápido están disponibles como subsistemas que incorporan dispositivos que controlan el caudal y filtran la muestra a analizar. La Figura 2 demuestra cómo un módulo de lazo rápido preacondiciona la muestra una vez ha llegado a la ubicación del analizador. 

Dado que un lazo rápido nunca preacondiciona la muestra en campo, no es necesaria una estación de preacondicionamiento en campo. Solo se envía una pequeña parte del caudal al analizador, dejando el resto del caudal sin acondicionar y devolviéndolo a la línea de retorno de la muestra.

Consideraciones sobre el Preacondicionamiento de las Muestras Líquidas  

Las muestras líquidas se preacondicionan la mayor parte de las veces utilizando un módulo de lazo rápido, básicamente porque los líquidos son frecuentemente difíciles de desechar o destruir. Aludiendo a cuestiones medioambientales relacionadas con el vertido de muestras, los módulos de lazo rápido ayudan a resolver los problemas de desechos potencialmente peligrosos. Los líquidos también tienen más masa por volumen, haciendo que estas muestras sean más valiosas que la mayoría de las muestras gaseosas. Con los módulos de lazo rápido, los líquidos no contaminados son normalmente devueltos al sistema de toma de muestra. 

Consideraciones sobre el Preacondicionamiento de las Muestras de Gas 

Como se ha descrito arriba, las muestras gaseosas pueden ser preacondicionadas con una estación de preacondicionamiento en campo o con un módulo de lazo rápido. Normalmente, una estación de preacondicionamiento en campo se utiliza no solo para preacondicionar la muestra gaseosa, sino para reducir su presión antes del transporte hasta la ubicación del analizador. Reducir la presión del gas mejora el tiempo de respuesta—ya que el gas circula dos veces más rápido. Y una muestra gaseosa circulando a una presión más baja es más segura.

No obstante, puede haber situaciones en las que se deba conservar una presión más alta. Es posible que la medición de la muestra deba ser hecha a la presión de proceso, o que el analizador necesite la muestra a alta presión para medir los niveles del gas en ppm o ppb. En estas circunstancias, el problema de los desechos debe ser la máxima prioridad—especialmente si las muestras gaseosas contienen carbono o azufre. Para este tipo de muestras se debería utilizar un lazo rápido para enviar la mayor parte de la muestra de vuelta a la línea de retorno. 

Entender las condiciones tanto de su sistema de toma de muestra como de la muestra en sí, le ayudará a decidir cual de los sistemas de preacondicionamiento de muestras es el adecuado para las operaciones de su sistema. Para asegurar que su planta o instalaciones trabaja con muestras representativas y con resultados analíticos precisos, piense en registrarse en la Process Analyzer Sampling System (PASS) Subsystem Swagelok. Ingenieros de sistemas de toma de muestras experimentados y profesionales de la industria aprenderán a entender subsistemas complejos como las estaciones de preacondicionamiento de muestras. 

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