Cómo solucionar las Deficiencias Comunes de los Paneles de Toma de Muestra

Cómo solucionar las Deficiencias Comunes de la Toma de Muestras

Danny Van Den Burg, Director Regional de Área, Ingeniería de campo (EMEA)

La toma de muestras es una función crítica en muchos sistemas de fluidos industriales, y establecer un conjunto de mejores prácticas en relación al proceso de la toma de muestras, ayuda a los operadores a obtener resultados de calidad en un entorno seguro.

Unas buenas muestras representativas validan las condiciones del proceso, validan el analizador en línea y aseguran que los productos finales cumplen las especificaciones de calidad requeridas, ayudando a los operadores a satisfacer las necesidades de sus clientes. La seguridad es crítica aquí también. Seguir los procedimientos de toma de muestra correctos, utilizar el equipo adecuado y tener un diseño de sistema seguro ayuda a reducir riesgos en situaciones potencialmente peligrosas, especialmente cuando los líquidos y gases del proceso son tóxicos o inflamables.

El Equipo de Ingeniería de campo Swagelok inspecciona una gran variedad de sistemas y configuraciones de toma de muestras de líquidos y gases trabajando en campo, en todo el mundo. Muchos están optimizados y funcionan correctamente, pero muchos no lo están. Nuestro objetivo es ayudar a los clientes a evaluar el diseño y el rendimiento de los paneles de toma de muestra, especialmente en sistemas de alto riesgo. Ayudamos a identificar oportunidades de mejora, ya sea a través de nuevos componentes o un nuevo diseño del sistema de toma de muestras, mejores prácticas recomendadas y más.

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A lo largo de los años, han surgido patrones, y algunos de los problemas más comunes que nuestro equipo ve, pueden ser los más fáciles de solucionar. A veces, estas soluciones exigen nuevos equipos o componentes. A veces, se trata de un cambio en las prácticas y procedimientos para garantizar la manipulación y el transporte seguro de las muestras. Independientemente de la naturaleza de estos cambios, éstos pueden asegurar que los operarios y técnicos están obteniendo buenas muestras de manera segura y consistente para la mejora de toda su operación.

Identificación de muestras.

En primer lugar, es importante identificar correctamente los paneles de toma de muestras específicos de todo el sistema. En las plantas es bastante habitual identificar específicamente los equipos como recipientes, bombas, válvulas de control, intercambiadores de calor y más. Lo mismo debe aplicarse a los panes de toma de muestra.

El problema: Los puntos de muestra deben ser nombrados y etiquetados específicamente, pero eso no siempre es algo que vemos en campo. Por ejemplo, a veces los paneles de toma de muestra se identifican como un simple "punto de toma de muestra" y sólo el operador sabe identificarlos correctamente. En este caso, no existe un método para verificar correctamente cada punto de muestra sin referirse a los esquemas del sistema, y seguir la tubería hasta el equipo de proceso más cercano al que está conectado. Este tipo de etiquetado no específico puede conducir a la mezcla de diferentes muestras, si los contenedores (cilindros) no están dedicados a un sistema de toma de muestra específico, y puede conducir a situaciones inseguras cuando los contenedores no cumplen con la condición del proceso.

La solución: Como mejor práctica, los operadores deberían desarrollar una metodología de denominación de los puntos de toma de muestra para una identificación sencilla y clara. El registro de activos debería relacionarse con cada punto de muestra, incluyendo la siguiente información:

• Ubicación de los paneles de toma de muestra.
• Fluido extraído, su composición, estado.
• Presión y temperatura.
• Riesgos potenciales.
• Tipo de contenedor.
• Repuestos críticos y referencias de producto.
• Frecuencia de la toma de muestra.
• Tiempo de circulación para una toma representativa.

Toma de muestra eficiente y de calidad.

Merece la pena reiterar la importancia de la calidad de la muestra, y hay algunas estrategias y mejores prácticas de diseño que pueden incorporarse a los paneles de toma de muestra que ayudan a asegurar la calidad, representatividad y consistencia de la muestra.

El problema: No es raro que nuestros equipos observen puntos de toma de muestras en los que las muestras se extraen directamente de una boquilla. Esto puede generar problemas o ineficiencias y posibles compromisos de calidad. En las muestras de gas, por ejemplo, el volumen contenido en la boquilla significa un retardo a la respuesta de la muestra, debido al volumen de gas comprimido a alta presión en el área de la boquilla de la tubería. En algunos sistemas, esto puede significar un retraso de horas para el análisis representativo. En otros, las boquillas no tienen ninguna función de filtración. En algunos sistemas habrá que drenar el condensado de la muestra obtenida antes de poder analizarla. Si no se hace adecuadamente, la calidad y precisión de la muestra puede quedar comprometida.

La solución: El uso de una sonda de toma de muestra puede eliminar todas estas ineficiencias en muchas aplicaciones de procesos. Las sondas evitan las partículas y eliminan el volumen acumulado. También aseguran que las muestras se extraigan de un tercio desde la pared interna de la tubería de proceso hasta el centro de la línea, lo que proporciona una mayor precisión y representatividad. Para reducir el tiempo de respuesta de la muestra, la presión del gas debe reducirse justo después de la válvula de interfaz de proceso para reducir el volumen del gas comprimido. Este método también reduce los riesgos de transportar gas a alta presión a través de la planta.

Siempre que haya una conexión final adecuada, las sondas de toma de muestra pueden instalarse en las boquillas de suministro de muestras instaladas en la mayoría de las líneas de proceso. Para la toma de muestras líquidas, lo ideal es que las sondas se instalen en la parte inferior de una línea de proceso vertical, a fin de asegurar que el gas en las líneas con líquido no baje por la sonda. Para la toma de muestras gaseosas, las sondas se deben instalar en la parte alta de una línea horizontal. Las sondas nunca deben instalarse en codos para evitar extraer muestras distintas, o del fondo de una tubería en el que pueden acumularse partículas y contaminar, y también para evitar extraer el condensado de las líneas de gas que podría desplazarse por la sonda hasta la línea de transporte.

Manipulación de la muestra segura y precisa.

La extracción y la manipulación son factores extremadamente críticos para mantener la representatividad de la muestra, una vez sacada de proceso. Hay que tener en cuenta muchas variables.

El problema: Hay algunas deficiencias en la recolección y manipulación de muestras que nuestro equipo observa con cierta frecuencia. Por ejemplo, hemos observado prácticas de toma de muestras líquidas a alta presión que favorecen los derrames y salpicaduras del producto. Esto no sólo puede ser un desperdicio, sino también potencialmente peligroso para el técnico de toma de muestras y podría violar las normas medioambientales. Tampoco es raro ver a técnicos introducir una muestra líquida en una botella abierta para transportarla al laboratorio. Pero debido a que los componentes ligeros se evaporarán o fraccionarán por encima de su punto de rocío si no se mantienen a la presión y temperatura adecuadas, las botellas abiertas conducirán inevitablemente a la inexactitud de la muestra. Aquí hay un riesgo potencial de abrir la muestra y exponer a los técnicos a muestras y vapores tóxicos.

La solución: La toma de muestras de volumen fijo puede eliminar estos factores de riesgo de forma fiable. Es particularmente beneficiosa en aplicaciones de alta presión y ayuda a asegurar volúmenes de muestra repetibles y precisos. La toma de muestra de volumen fijo también puede ser calibrada para dejar libre el 20% del volumen del recipiente y permitir la dilatación térmica del líquido.

Puntos de toma de muestra lógicos.

Por último, debemos tener en cuenta la eficiencia operativa. ¿Son sus métodos de toma de muestra un obstáculo para alcanzar nuevas eficiencias en su planta? ¿Los paneles de toma de muestra están ubicados en el lugar más conveniente para su equipo?

El problema: Con cierta frecuencia, los equipos Swagelok ven sistemas de toma de muestra en lugares no óptimos. Un ejemplo frecuente es un sistema de toma de muestras instalado sobre una válvula de control. Cuando la válvula está cerrada, se cierra el caudal al sistema, favoreciendo la toma de muestras comprometidas o no representativas. Si la válvula de control está totalmente abierta, no habrá pérdida de carga, y por tanto el caudal será desconocido o incluso inexistente.

La solución: Los picajes deben ubicarse en general sobre una bomba, antes o después de una corriente de proceso, o en las líneas del producto final. Esto permite a los operarios extraer muestras fiables, sin tener que preocuparse de cierres, válvulas, o de la posición de la válvula de control. La comodidad de los puntos de toma de muestra también debería tenerse en cuenta en el diseño global del sistema, para permitir un fácil acceso a éstos. Además, la consolidación de puntos de toma muestra específicos cuando sea posible, puede ayudar a reducir el riesgo de error al tomar una muestra de un punto equivocado y puede ayudar a reducir significativamente los costes.

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