Toma de Muestras de Gas Segura y Representativa

Mejores Prácticas para la Toma de Muestras de Gases y Líquidos Volátiles

Matt Dixon, Ingeniero Jefe de Diseño, Swagelok

Para optimizar los costes de procesamiento químico y mantener la alta calidad de la producción, se necesita capturar periódicamente fluidos de proceso representativos para su análisis en el laboratorio. La toma de muestras—también llamada toma de muestras puntual, toma de muestras en campo o simplemente toma de muestras, ayuda a validar las condiciones del proceso y a verificar que el producto que está fabricando cumple las especificaciones internas o del cliente. La toma de muestras también puede ayudar a verificar las lecturas de los analizadores en línea, una forma cada vez más habitual de obtener información en tiempo real sobre su proceso.

La toma de muestras de gas presenta un conjunto único de desafíos que los operadores deben superar para obtener una imagen precisa de las verdaderas condiciones del proceso. Siga leyendo mientras exploramos estos desafíos y cómo superarlos con las técnicas adecuadas.

Más información sobre las soluciones de toma de muestras de Swagelok

Reglas Básicas para la Toma de Muestras

Los gases y los líquidos volátiles deben recogerse y mantenerse a temperaturas y presiones que impidan los cambios de fase, que pueden alterar la composición de las muestras. Recuerde estas reglas básicas:

1. La muestra debe representar el proceso. Utilizar sondas para extraer muestras de la parte central de la tubería del proceso y evitar los cambios de fase durante el transporte de las muestras.
2. La muestra debe ser puntual. Minimizar el tiempo de transporte desde el punto de extracción hasta el laboratorio para ayudar a garantizar que las condiciones del proceso se representen con precisión.
3. La muestra debe ser pura. Evite los volúmenes muertos antes del contenedor de la muestra y permita una purga y lavado adecuados del sistema de toma de muestras para minimizar el potencial de contaminación.
4. La toma de muestras debe ser segura. La toma de muestras implica por naturaleza que un operario interactúe con los fluidos del proceso, lo que puede resultar perjudicial si se produce un contacto directo. Por esta razón, seguir las mejores prácticas y utilizar sistemas de toma de muestras bien diseñados es esencial no sólo para la precisión de las muestras, sino también para la seguridad de los operarios.

La toma de muestras de gases y líquidos volátiles requiere consideraciones diferentes a la toma de muestras de líquidos no volátiles. Este artículo se centra en la toma de muestras de gases y líquidos volátiles. Para conocer las estrategias de toma de muestras de líquidos no volátiles, lea la publicación del blog Estrategias de Toma de Muestras de Líquidos para Controlar los Costes.

Cómo Elegir el Cilindro Adecuado

Dado que los gases y los líquidos volátiles son más susceptibles a los cambios de fase y deben mantenerse a presión para un análisis preciso, es necesario utilizar cilindros de toma de muestra (a diferencia de las botellas de muestra no presurizadas, más económicas) para la recogida y para preservar la representatividad de la muestra. Los cilindros de toma de muestras de gas también son muy eficaces para proteger a los técnicos encargados de las muestras y al medio ambiente de los humos o las emisiones si el gas es tóxico.

Dado que los gases y los líquidos volátiles son más susceptibles a los cambios de fase, es necesario utilizar cilindros de toma de muestra.

La mayoría de los cilindros de toma de muestra se fabrican utilizando tubo sin soldadura para conseguir un espesor de pared, un tamaño y una capacidad consistentes, pero existen algunas variables a tener en cuenta en función de sus necesidades específicas de toma de muestras. Puede consultar a su proveedor de cilindros sobre el tipo adecuado.

Algunas de las características que hay que tener en cuenta al elegir los cilindros son:

• Enchufes rápidos de fácil operación, que permiten una conexión y desconexión eficiente y segura de su punto de toma de muestras
• Una transición interna suave del cuello, que puede ayudar a eliminar el líquido atrapado y hace que los cilindros sean fáciles de limpiar y reutilizar
• Protección contra la sobrepresión, que puede proporcionar mayores niveles de seguridad al operario. Las válvulas con disco de ruptura y de alivio están disponibles con una te, o pueden estar integradas en la válvula principal de su cilindro.
• Composición y acabado adecuados del material, ya que pueden requerirse aleaciones o materiales especiales en función del gas o líquido volátil que se esté analizando
• Líneas bypass incorporadas, que pueden ser beneficiosas para purgar restos de muestras tóxicas y mejorar la seguridad de los técnicos. Una línea bypass permite que el fluido de purga fluya a través de los enchufes rápidos, asegurando que si se produce un derrame al desconectar el cilindro, éste se compone de fluido de purga y no de la muestra tóxica.
• Diseño y construcción duraderos. A menudo hay que transportar los cilindros con las muestras a distancias considerables para su análisis en el laboratorio.

Cómo Llenar Correctamente un Cilindro

En la mayoría de los casos, lo más adecuado es llenar el cilindro en orientación vertical. Hay algunas razones para ello.

Si se toma una muestra de un líquido volátil, es mejor llenar el cilindro desde el fondo hasta la parte superior. Esto permite que cualquier gas atrapado que pueda haber en el cilindro sea expulsado por la parte superior a medida que se llena, normalmente a través de un tubo de derrame. Un tubo de derrame también permite que el cilindro mantenga cierta cantidad de espacio de vapor—un cilindro completamente lleno podría reventar en caso de un cambio inesperado de temperatura. Por el contrario, cuando se toman muestras de gases, los cilindros deben llenarse de arriba hacia abajo. Esto permite que cualquier condensación que se haya formado en la línea sea expulsada por el fondo.

Cómo Hacer el Mantenimiento de los Cilindros de Toma de Muestra

Como cualquier pieza de equipo industrial, los cilindros de toma de muestra son propensos al desgaste operativo habitual. Los cilindros dañados o que funcionen mal pueden representar un problema de seguridad para el personal y pueden comprometer la precisión e integridad de sus prácticas de toma de muestras. Todo esto hace que el mantenimiento regular y proactivo de los cilindros de toma de muestra sea una necesidad para cualquier operación basada en la toma de muestras. Como mínimo, los cilindros de toma de muestra deben someterse a una inspección anual y a una prueba de presión. Cada cinco años, deben ser nuevamente certificados.

Sin embargo, pueden producirse daños entre esas inspecciones. Algunos de los problemas más comunes a los que hay que prestar atención son:

• Fugas en los componentes clave, incluidas las válvulas y los enchufes rápidos
• Corrosión por problemas de compatibilidad con la muestra
• Condiciones de la superficie interna, absorción
• Componentes instalados incorrectamente

Más información sobre cómo elaborar un plan de mantenimiento de cilindros de toma de muestra

Cómo Minimizar el Potencial de Error Humano

La toma de muestras implica necesariamente que un técnico extraiga físicamente una muestra del proceso, lo que introduce de por sí el potencial de error humano en su proceso. Sin embargo, existen diferentes estrategias para limitar estos errores.

Documentación. Los paneles de toma de muestras pueden estar disponibles con una placa grabada en el panel, con detalles útiles sobre el funcionamiento del mismo, así como la forma de pedir piezas de repuesto en caso necesario. Las instrucciones facilitan la extracción de una muestra a cualquier técnico, aunque no haya operado antes el panel. La documentación de las piezas facilita la comunicación a su proveedor de lo que necesita exactamente, sin necesidad de hacer suposiciones.

Simplificación. Los sistemas de toma de muestras que son sencillos e intuitivos de manejar pueden limitar además el potencial de error humano. Por ejemplo, un panel de toma de muestras diseñado específicamente para la toma de muestras de gas puede garantizar la orientación adecuada de los cilindros y la recogida de muestras de arriba abajo en cada uso. Como se ha señalado anteriormente, esto elimina la posibilidad de que un técnico individual introduzca o extraiga la muestra de forma incorrecta. Lo mismo puede decirse de un panel diseñado específicamente para la toma de muestras de líquidos volátiles.

Los conjuntos de válvulas con engranaje garantizan que todas las válvulas necesarias para recoger una muestra se activen en la secuencia correcta.

Por otro lado, los conjuntos de válvulas con engranaje disponibles garantizan que todas las válvulas necesarias para recoger una muestra se activen en la secuencia correcta. Éstas pueden contribuir a una recogida de muestras segura al eliminar la necesidad de que el operario abra y cierre esas mismas válvulas manualmente. También se puede incorporar una función de purga en un conjunto de válvulas de engranaje, lo que garantiza que los fluidos de purga no puedan volver a introducirse en el proceso principal debido a un error humano.

Automatización. La automatización de la toma de muestras, aunque tiene un mayor coste inicial, puede reducir aún más los errores humanos. Un panel automatizado puede garantizar que la puerta del armario esté bien cerrada, que las válvulas se abran correctamente y en secuencia, y que el caudal y la presión del producto y de la purga se mantengan con precisión. Por lo general, esto se puede conseguir conectando los paneles de toma de muestras a un controlador lógico programable (PLC) o al sistema de control de la planta. Asegúrese de comprobar los requisitos de las zonas peligrosas en cualquier lugar donde vaya a añadir cableado.

La toma de muestras debe ser un proceso que le dé mayor confianza para ofrecer a sus clientes un producto de alta calidad y conforme a las especificaciones. La elección de sistemas de toma de muestras fáciles de usar y bien diseñados y el seguimiento de las mejores prácticas establecidas en sus instalaciones pueden contribuir a ese objetivo.

¿Le interesa saber más sobre cómo mejorar las prácticas de toma de muestras en sus instalaciones? Los especialistas de Swagelok pueden ayudarle a evaluar sus necesidades de toma de muestras y asistirle en la elección del sistema más adecuado para Vd.

Más información sobre las soluciones y paneles de toma de muestras Swagelok