La moderna instrumentación industrial se acerca cada vez más al máximo tecnicamente factible, pero a partir de un determinado límite resulta imposible de realizar cualquier medición. Para la máxima eficacia y para mantener la calidad de los procesos industriales es imprescindible de definir exactamente estos límites y aprovechar al máximo las posibilidades hasta que se produce un fallo del instrumento.
La tendencia de explorar estos extremos se refleja en el desarrollo de sistemas de separadores para procesos en vacío. En aplicaciones que deben prevenir cualquier contacto del medio con el instrumento se montan separadores, directamente o con capilar, para evitar una distorsión del resultado debido a los efectos de corrosión, viscosidad o calor del medio sobre el instrumento. Los separadores captan la presión de proceso y la transmiten mediante un líquido de transmisión al instrumento.
Aplicaciones críticas en la industria de proceso
En determinadas aplicaciones críticas se utilizan líquidos de transmisión especiales o separadores con membrana doble o con una monitorización específica de la membrana. Una de las aplicaciones más exigentes para la instrumentación son procesos en vacío, por ejemplo en instalaciones de destilación de petróleo. Este proceso de destilación consiste en el fraccionamiento de los hidrocarburos mediante un calentamiento a distintos valores de ebullición. El refinamiento posterior requiere una presión inferior de 1.013 mbar absoluto para bajar los puntos de ebullución y prevenir así la destrucción de determinados compuestos químicos.
Esto significa que se reduce la presión mientras se sube simultáneamente la temperatura. Al aumentar esta diferencia entre estas dos magnitudes resulta cada vez más dificil diseñar una instrumentación efectiva. La baja presión, que induce una reducción de la temperatura de ebullición de un líquido, afecta también el líquido de transmisión en un sistema de separadores. Una presión alta aumenta la presión de vapor. Así que las aplicaciones se limitan a presiones de proceso inferiores de 1 bar abs.
Límites de instrumentación de presión y temperatura
Precisamente la definición de estos límites, presión y temperatura es un factor crítico en la instrumentación de la presión ya que las indicaciones de los fabricantes de los líquidos de fabricación carecen de la precisión necesaria. Para precisar estos límites, propiamente dicho el factor de incertidumbre del líquido de transmisión, WIKA ha efectuado una seríe de pruebas exhaustivas en un laboratorio externo. En una atmósfera libre de oxígeno, los científicos sometieron los aceites silicona KN 2, KN 17, KN21, KN32 y KN 59 (Neobee®/M20 para aplicaciones alimentarias) y KN 92 (aceite blanco medicinal) a varias condiciones de vacío.
En estas condiciones se detectan los puntos exactos de descomposición de los medios y de esta manera se calculan las áreas límite de estos seis aceites. Para conseguir resultados definitivos para la aplicación de la instrumentación en el estado crítico de un proceso en vacío, WIKA realizó las pruebas con separadores e instrumentos en condiciones reales. Los resultados quedan reflejados en las curvas del grafico anexo que indican el comportamiento del sistema completo de los separadores en sus punto extremos – o sea con presión de proceso mínima y simultáneamente con temperatura máxima.
Los rangos de proceso definen el sistema de medición adecuado. . El diseño de los sistemas de separadores debe respetar el comportamiento de los líquidos de transmisión. Para evitar una distorsión de medición en el rango crítico es necesario calcular con la máxima exactitud la cantidad del líquido de transmisión.
La selección óptima de sellos separadores en la industria de procesos
Como conclusión práctica WIKA estableció cuatro categorías de sistemas de separadores para aplicaciones en vacío. Se trata de soluciones estándar, („Basic Service“, „Advanced Service“ y „Premium Service“) y un sistema customizado para un rango definido. 
Las curvas del gráfico permiten al usuario de seleccionar su sistema óptimo de separadores con el máximo rendimiento. En el ejemplo anexo (línea amarilla) se reduce la presión del proceso desde la presión ambiental a 50 mbar abs. y se aumenta la temperatura desde un nivel ambiental hasta 120 ºC. Tras alcanzar el punto final, el proceso se invierte hasta que se desactiva la instalación a nivel ambiental de la presión y de la temperatura En este ejemplo el sistema de separadores tiene que abarcar tres rangos de reacción para resistir los momentos críticos del proceso.
El sistema necesario corresponde en este caso a la categoría „Premium“. Para este tipo de sistema se refina el líqudo de transmisión en un depósito especial y se efectúa pruebas especiales para asegurar la aptitud del instrumento y de todos los componentes específicos para esta aplición concreta. Tras el montaje y la sintonización final se somete el sistema completo a un riguroso control bajo los parámetros del proceso previamente definidos.
Con este procedimiento el usuario dispone de un sistema fiable y diseñado exactamente para las condiciones defnidias de su aplicación. Así se reducen los tiempos de parada y por lo tanto los gastos operativos. Los límites siguen siendo marcados por las leyes físicas reflejadas en la sección 5 del gráfico. Para éste área no existe ningún sistema de separadores. Aún no.
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Autor: Tobias Hench: Product Manager Alexander Wiegand SE & Co. KG