¿Qué es la Toma de Muestras de Fluidos Viscosos y Por qué es Tan Difícil?

KEVIN MCCLELLAND:
Bienvenido de nuevo a Pregúntale a Swagelok. Me llamo Kevin McClelland. Estoy aquí con Matt Dixon, responsable técnico global. Hoy nos encontramos en el edificio de soluciones personalizadas del campus de Swagelok en Solon. Y vamos a hablar sobre la toma de muestras viscosas y algunas consideraciones de diseño.

KEVIN MCCLELLAND:
Matt, ¿puedes describirnos qué es la toma de muestras viscosas y por qué es tan difícil?

MATT DIXON:
Por supuesto. La toma de muestras viscosas, en primer lugar, se conoce por varios nombres diferentes. Podría tratarse de una toma de muestras residuales o de resina, o más comúnmente, se conoce como toma de muestras de fondo. Es terminología de la industria del refino, donde hacemos la toma de muestras del aceite caliente que sale de la torre de destilación.

Ese aceite sale a una temperatura muy alta—que puede alcanzar los 500, 600 o 700 grados. Por tanto, la temperatura plantea importantes problemas de seguridad. Y no podemos dejar que se enfríe demasiado porque, si lo hacemos, empezará a solidificarse y podría obstruir el sistema.

Es decir, tenemos que mantenerlo caliente. Por lo general, necesitamos mantener un caudal constante. Pero, sobre todo, debemos mantenerlo seguro. Y las preocupaciones por la seguridad son primordiales. Todo ello se ve agravado por el hecho de que, en muchas ocasiones, estas muestras viscosas tienen gas atrapado en su interior.

Durante la extracción, la muestra podría burbujear y salpicar al operador. Y eso son más preocupaciones importantes en materia de seguridad.

KEVIN MCCLELLAND:
¿Qué hay que tener en cuenta al diseñar un panel para estos líquidos viscosos?

MATT DIXON:
La primera consideración será la seguridad. Necesitamos garantizar que el operador esté seguro mientras realiza esta tarea. Así que veremos cómo aislar las superficies calientes para asegurarnos de que no se pueda tocar accidentalmente algo que esté caliente. También debemos proteger al operador de las salpicaduras—instalar el sistema dentro de una carcasa para que no haya posibilidad de salpicaduras.

También necesitamos asegurarnos de que la muestra se mantenga caliente y en movimiento. Lo que solemos hacer es instalar un circuito de lazo rápido en el que tomamos una muestra del proceso a través de una tubería o tubo de una pulgada hasta nuestro panel de toma de muestras y luego la devolvemos al proceso en algún punto del sistema con menor presión.

Ahora podemos mantener esa línea bien caliente mediante el traceado con vapor, y podemos mantener el fluido en movimiento para evitar que se detenga, se estanque, se enfríe y pueda provocar obstrucciones.

Por último, debemos asegurarnos de hacer que todo sea relativamente sencillo en estos sistemas de toma de muestras. En la toma de muestras viscosas, mantener la sencillez con el menor número posible de giros y curvas en el sistema nos facilitará un poco la vida. Cuantos menos giros y curvas haya, menos lugares habrá en los que la muestra pueda quedarse atascada, enfriarse y empezar a solidificarse y obstruirlo todo.

Para ello utilizaremos tubo doblado, más dinámico, en lugar de codos.

KEVIN MCCLELLAND:
Has mencionado las válvulas. ¿Cuáles son las características importantes de una válvula diseñada para la toma de muestras de sustancias viscosas?

MATT DIXON:
Lo primero es que la válvula se ajuste al perfil de temperatura. Con las altas temperaturas de la toma de muestras, debemos poder soportar esas temperaturas elevadas. Además, la válvula debe tener un orificio relativamente grande debido al espesor del líquido. Debe tener un orificio de al menos un cuarto de pulgada de tamaño, lo cual es esencial para evitar tapones.

Siempre que tengamos una disposición de lazo rápido, lo mejor será tener una válvula de toma de muestras en línea. De esa manera, el líquido caliente y viscoso puede fluir a través de la propia válvula de toma de muestras, lo que ayuda a mantener la válvula caliente, minimizar los puntos fríos y evitar que el material se acumule en la válvula y la obstruya.

Y eso, además, nos ofrece una ventaja interesante, ya que minimiza el volumen muerto entre la muestra que fluye a través del lazo rápido y nuestra toma de muestras. Eso es una doble ventaja.

Aparte de eso, también necesitamos una válvula que podamos purgar para mantenerla limpia. Utilizar vapor para purgar la válvula después de la toma de muestras eliminará parte de esos residuos y evitará que se acumulen y puedan provocar un atasco con el tiempo.

MATT DIXON:
Utilizar vapor para purgar la válvula después de la toma de muestras eliminará parte de esos residuos y evitará que se acumulen y puedan provocar un atasco con el tiempo.

KEVIN MCCLELLAND:
¿Existen requisitos especiales de manipulación para estas muestras viscosas?

MATT DIXON:
Sí. Una vez que la muestra sale de la válvula, debemos recogerla y transportarla a algún tipo de recipiente de muestras. Normalmente, cuando se trata de un líquido, utilizamos algún tipo de botella—ya sea de vidrio o de plástico.

Pero en esta aplicación, eso no suele ser una opción debido a las consideraciones de temperatura. Por tanto, solemos utilizar algún tipo de recipiente metálico para muestras.

En Estados Unidos, el más común que he visto es una lata metálica de pintura, de las que se pueden comprar en cualquier ferretería—relativamente económica y disponible prácticamente en todas partes. Otra opción habitual es un frasco con tapa de rosca hecho de acero inoxidable. Hay muchas opciones, pero generalmente todos serán metálicos en esta aplicación.

Para dispensar la muestra en el recipiente, normalmente se utiliza algún tipo de boquilla. Puede ser tan simple como un pequeño tramo de tubo que va desde la válvula final hasta el recipiente de muestras.

Sin embargo, si se trata simplemente de un tramo de tubo, existe el riesgo de que se obstruya porque ese tubo no está calentado. Por eso, en ocasiones construimos lo que llamamos un conjunto “stinger”.

Con un stinger, utilizamos ese mismo tramo de tubo, pero ahora colocamos una camisa de vapor alrededor del exterior. Esto mantiene el tubo caliente hasta la punta, sin puntos fríos, sin lugares donde el fluido pueda enfriarse, solidificarse y obstruirlo todo.

Además, purgar el sistema después de terminar la toma de muestras también es fundamental. Tener esa purga para eliminar todos los residuos es muy beneficioso desde la perspectiva de la pureza de la muestra y también desde la perspectiva de mantenimiento y operaciones, ya que evitamos obstrucciones.

KEVIN MCCLELLAND:
Quiero agradecer una vez más a Matt por su magnífica experiencia técnica. Esto ha sido otro episodio de Pregúntale a Swagelok. Nos vemos la próxima vez.