4 Áreas a Inspeccionar al Medir el Retardo en los Sistemas de Toma de Muestras

4 Áreas a Inspeccionar al Medir el Retardo en los Sistemas de Toma de Muestras

En un sistema de toma de muestras para analizadores de proceso siempre hay un retardo entre el momento en el que se toma la muestra y el que se obtiene la lectura.

El retardo es acumulativo, es decir, la suma del tiempo total que tarda una muestra en llegar desde la válvula en la línea de proceso hasta el analizador de proceso—donde se obtienen los resultados. Ese retardo puede ser mayor de lo que piensa, y desestimarlo puede provocar un control de proceso deficiente. Si está dando por hecho que el retardo es de un minuto pero en realidad es de dos horas, las lecturas de su analizador pueden no ser relevantes o útiles. Es necesario minimizar el retardo al objetivo común de un minuto o menos desde el picaje hasta la lectura del analizador.

Encontrará causas de retardo en todo el sistema de instrumentación analítica. Le mostramos aquí cuatro áreas principales a examinar para empezar a reducir el retardo en su sistema:

1. Retardo en la sonda
2. Retardo en el transporte de la muestra (incluyendo la estación de preacondicionamiento y las líneas de transporte)
3. Retardo en el acondicionamiento de la muestra (incluyendo la selección de corrientes)
4. Retardo en el analizador

Retardo en la Sonda

Evite las sondas demasiado grandes. La sonda debe ser lo suficientemente larga como para alcanzar el tercio medio del diámetro de la línea de proceso, donde la corriente es más rápida y ofrece la muestra más limpia y representativa. No debe ser más larga – o ancha – de lo necesario, porque cuanto mayor es el volumen de la sonda, mayor es el retardo.

La ubicación de la válvula en el tubo de proceso es otra cuestión relacionada a tener en cuenta. Si instala la sonda cerca de una sección del tubo de proceso con bajo caudal, necesitará esperar más a que se revele cualquier cambio en los químicos de proceso. Por ejemplo, nuevas moléculas que se introduzcan en un tanque o depósito de gran volumen, crearán un ‘volumen de mezcla’ que mostrará las nuevas y las antiguas hasta que el volumen esté totalmente purgado. Para reducir el retardo, no debe instalar la válvula aguas abajo de un volumen de mezcla. Es mejor ubicarla aguas arriba de esas fuentes de retardo del propio proceso, incluyendo depósitos, tanques, volúmenes muertos y líneas estancadas.

2. Retardo en el Transporte de la Muestra

• Ubicaciones de las Válvulas alejadas: Cuanto mayor sea el trayecto que tiene que recorrer una muestra para ser analizada, mayor es el retardo. Instale la válvula lo más cerca posible del analizador. Si las líneas de transporte son más largas, considere utilizar un lazo rápido para acelerar el caudal y suministrar al analizador muestras más recientes.
• Longitud y Diámetro de la Línea: Cuanto mayores sean el trayecto que la muestra debe recorrer y el volumen interno de las líneas de transporte, mayor será el retardo. Para reducir este retardo, calcule y ajuste la longitud y el diámetro de la línea debidamente para asegurar la precisión. 
• Línea de Transporte de Muestras Líquidas a Baja Presión: Para las muestras líquidas, la ubicación de la válvula debería tener suficiente presión como para impulsar la muestra por las líneas de transporte o el lazo rápido sin la necesidad de una bomba. Evite añadir variables caras como bombas, ya que éstas aumentan el retardo.
• Línea de Transporte de Muestras Gaseosas a Alta Presión: En el caso de los gases, cuanto más alta sea la presión más lento será el caudal. Para acelerar el caudal – y reducir el retardo – reduzca la presión. Por ejemplo, a la mitad de la presión el retardo se reduce a la mitad.
  
   
   

3. Retardo en los Sistemas de Acondicionamiento de la Muestra

• Accesorios en Te No Purgados que Provocan Volúmenes Muertos: Un volumen muerto es un espacio lateral no purgado que permite la difusión de las moléculas desde y hacia el fluido del sistema. Cualquier te o cruz en la línea de muestra analizada es un volumen muerto, a no ser que todos sus puertos estén fluyendo. Algunos volúmenes muertos habituales incluyen puntos de conexión de manómetros y termómetros, tapones y válvulas de purga, manifolds de calibración y puntos de toma de muestras para laboratorio. Es necesario purgar esas áreas antes de analizar muestras, ya que el período de purga contribuye al retardo. A veces reubicar el volumen muerto (como puede ser un manómetro) es la solución más sencilla. 
• Adsorción de Muestras en el Tubo y Filtros: Cuando una muestra toca las paredes del tubo o cualquier otra superficie sólida, algunas moléculas se adhieren a ésta. En un análisis de partes por millón (ppm), la pérdida de moléculas debida a la adsorción (o ganancia debida a la desorción), puede ser significativa. Aunque la pérdida, en el caso de las muestras gaseosas, puede ser solo significativa estadísticamente. La adsorción en el caso de las muestras líquidas debe ser una preocupación solo si se está midiendo menos de 1 ppm. Para las muestras gaseosas, tenga en cuenta dejar suficientes tiempos de espera entre cambios de corrientes como para permitir la eliminación de las moléculas previas.
• Componentes de Alto Volumen Interno: Para asegurar la representatividad de una muestra – y obtener lecturas precisas en el analizador – se debe purgar todo el volumen de cada uno de los dispositivos presentes en el paso de caudal. Si hay instalado un dispositivo de gran volumen, como un filtro o un separador coalescente, conceda suficiente tiempo para purgarlo totalmente. Una guía general puede ser purgar el dispositivo con el triple de su volumen. Pero minimice el tamaño de estos componentes cuando sea posible.

4. Retardo en el Analizador

• Tiempos de Respuesta del Analizador Variables: Algunos analizadores tardan más tiempo que otros en completar sus análisis debido a procesos que tienen lugar en su interior. Por ejemplo, un colorímetro necesita desarrollar los colores a medir antes de completar un análisis, y un cromatógrafo de gases necesita separar los componentes a medir antes de analizarlos.
• Tiempos de Respuesta del Analizador Constantes: Otros analizadores funcionan continuamente, pero incluso así no ofrecen un resultado inmediato, por lo que siempre hay algún retardo.
• Tiempos de Respuesta del Operador de un Sistema Manual: Cuando el proceso de análisis de muestras esté operando manualmente, asegúrese de contar con el inevitable retardo que se produce antes de que el operador advierta cualquier cambio y haga los ajustes necesarios en el sistema.

Conocer el Retardo para Permitir Respuestas Precisas en el Sistema

Es importante conocer cuánto tiempo pasa desde que se toma la muestra en la válvula de la línea de proceso hasta que alcanza el analizador y hasta que se obtiene el resultado. Una mala suposición acerca de ese lapso significa que no se entiende la relación entre lo que hay en la línea de proceso y el resultado analítico. Entender los elementos de su sistema de toma de muestras tratados en este artículo susceptibles de generar retardo (sonda, transporte de la muestra, acondicionamiento de la muestra y analizador), llevará a conclusiones acerca del área en la que se produce el retardo en el sistema y a mejorar todo el control de proceso.

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