¿Qué información se necesita para especificar un analizador de gases de proceso?

Una especificación útil empieza por la tarea de medición. ¿Qué componentes deben medirse? ¿Qué ocurre con el gas entre el proceso y el instrumento? ¿Cómo utilizará la planta el resultado?

Antes de solicitar un analizador de gases de proceso, reúna información sobre la composición del gas, las condiciones de operación, el punto de muestreo, el tiempo de respuesta y las interfaces de control. Estos datos ayudan a determinar si se necesita únicamente un instrumento, un panel de acondicionamiento de muestras o un sistema de análisis integrado.

Esta guía se centra en el análisis extractivo, en el que se toma una muestra del proceso y se transporta hasta un analizador. La medición in situ utiliza una configuración diferente y debe evaluarse según los mismos requisitos de la aplicación.

1. Defina el objetivo de la medición

Empiece por la decisión que debe respaldar la medición: optimización del proceso, calidad del producto, operación de equipos o monitoreo de emisiones. Indique dónde se visualizará, registrará o utilizará el resultado dentro del sistema de control.

Estas tres aplicaciones tienen requisitos diferentes:

• El análisis de gases de proceso mide la composición del gas dentro de un proceso industrial.
• Un sistema de monitoreo continuo de emisiones (CEMS) se ocupa de las emisiones de una fuente. Los requisitos de monitoreo aplicables deben identificarse desde el inicio. Si una solicitud utiliza la expresión inglesa «continuous emission measurement system», conviene aclarar si se refiere a un CEMS y qué mediciones e informes requiere.¹
• Un sistema de monitoreo de la calidad del aire (AQMS) evalúa el aire ambiente. Sus ubicaciones de muestreo y objetivos de medición difieren de los de un analizador de proceso o una instalación de monitoreo en chimenea.²

Si la medición influirá en una función de protección, identifique expresamente ese requisito. No debe suponerse que un analizador convencional y su conexión al control constituyen un sistema de seguridad.

2. Enumere los componentes, rangos y bases de medición

Indique cada componente que se medirá, su concentración habitual, los valores mínimos y máximos previstos y las condiciones de arranque o de operación anormal. Incluya la composición del resto de la mezcla gaseosa cuando se conozca, en lugar de enumerar únicamente los componentes de interés.

Especifique las unidades de concentración, como ppmv o porcentaje en volumen, y si los resultados deben expresarse en base húmeda o seca. Si se requiere concentración másica o resultados normalizados, indique las condiciones de referencia y las correcciones necesarias. Explique las necesidades reales de exactitud, repetibilidad o límite de detección; son características diferentes.

NDIR significa infrarrojo no dispersivo; NDUV, ultravioleta no dispersivo. Ambos utilizan absorción en regiones espectrales diferentes. La selección depende de los gases de interés, los rangos, los componentes interferentes y el diseño del instrumento. Mencionar uno de estos principios no demuestra que un analizador concreto sea adecuado para toda la mezcla. Otros principios de medición pueden resultar apropiados.³⁴

3. Describa las condiciones en el punto de muestreo

Incluya la temperatura y la presión normales y extremas, indicando claramente si la presión es manométrica o absoluta. Describa la humedad, el polvo, las gotas, los aerosoles, los componentes corrosivos y cualquier tendencia a condensarse o formar depósitos.

Explique también cómo cambia la corriente durante las paradas, los arranques, la limpieza o los cambios de modo de operación. Una instalación que funciona en régimen estable también necesita una respuesta definida cuando las condiciones de la muestra salen del rango admisible del instrumento.

Marque los valores desconocidos como tales. Una solicitud preliminar que identifica claramente los datos pendientes es más útil que una especificación basada en suposiciones.

4. Defina la sonda, la línea de muestra y el acondicionamiento

Marque la ubicación propuesta de la sonda de muestreo —sample probe o sampling probe en documentación en inglés— en un plano o una fotografía. Incluya la conexión al proceso, el espacio disponible para la inserción, el acceso para mantenimiento y la distancia aproximada hasta el analizador.

Para la línea de gas de muestra —sample gas line—, indique la longitud del recorrido, el entorno y los cambios de elevación, si se conocen. El diseño debe considerar los materiales, el retardo de transporte, las pérdidas de presión y la conservación de los componentes que se van a medir.

El acondicionamiento puede incluir filtración, control de presión o caudal y gestión de temperatura. Enfriar o secar la muestra no es un requisito universal: al retirar condensado también pueden perderse componentes solubles en agua y cambiar la composición de la muestra. En algunas aplicaciones puede ser adecuado mantener la muestra caliente, pero las temperaturas deben establecerse según la corriente y los equipos concretos.⁵

El destino del gas de salida, del condensado y de cualquier retorno también forma parte del alcance. La ilustración anterior es una descripción funcional, no un plano de instalación; omite esas conexiones específicas de cada aplicación.

5. Especifique el tiempo de respuesta y las interfaces de control

Describa con qué rapidez necesita la planta un resultado utilizable después de un cambio del proceso. La respuesta del analizador por sí sola no equivale a la respuesta del sistema completo: el transporte de la muestra, los volúmenes de acondicionamiento, la conmutación y el procesamiento de señales también pueden introducir retardos.

Para la integración, facilite:

• El PLC, DCS, HMI o sistema de adquisición de datos existente.
• Las señales analógicas, las comunicaciones digitales y la documentación de interfaces necesarias.
• Las unidades, el escalado, las expectativas de actualización y los requisitos de marcas de tiempo.
• Las señales de estado necesarias, como falla, mantenimiento, calibración o medición no válida.
• Cómo debe tratar el sistema receptor los datos no disponibles o no válidos.

Un valor de medición sin información sobre su validez puede resultar difícil de interpretar durante el mantenimiento o la calibración. Defina tanto el valor como la información de estado que lo acompaña.

6. Describa la instalación y el mantenimiento

Identifique la ubicación, el entorno interior o exterior, el espacio disponible, los servicios auxiliares y los requisitos eléctricos del sitio. Incluya la clasificación de áreas peligrosas cuando corresponda; los equipos deben seleccionarse según los requisitos reales de la ubicación.

Defina el acceso para servicio, los procedimientos previstos de calibración, los consumibles y las responsabilidades de instalación, puesta en marcha y mantenimiento. En una modernización, adjunte los planos y la información de los equipos existentes para evaluar los componentes reutilizables y las restricciones de las interfaces.

7. Prepare la información para su consulta

Información	Qué enviar
Objetivo	Descripción del proceso, objetivo de medición y uso previsto de los resultados
Gas	Componentes, composición de la mezcla, rangos, unidades y base húmeda o seca
Condiciones	Temperatura, presión, humedad, contaminantes y variaciones de operación
Muestreo	Ubicación de la sonda, conexión, recorrido y distancia aproximada
Integración	Respuesta requerida, controles existentes, interfaces y señales de estado
Sitio y alcance	Entorno, servicios auxiliares, planos, fotografías, alcance del suministro y calendario previsto

No es necesario terminar el diseño de ingeniería antes de contactar con nosotros. Envíe la información disponible e identifique lo que todavía debe determinarse. Así se establece una base más clara para la revisión técnica y la cotización.

Consulte su aplicación con HMG

La especialización principal de HMG es el análisis industrial de gases, junto con la automatización industrial y el suministro independiente de equipos. Indique si necesita un analizador de gases de proceso, un conjunto de muestreo y acondicionamiento, un gabinete de análisis integrado o integración con el sistema de control.

Conozca nuestras capacidades de análisis de gases, consulte el suministro de equipos o envíenos los datos de su aplicación. Para un instrumento existente o una sustitución, incluya el fabricante, el modelo o número de parte y la documentación disponible.

Referencias técnicas

1. US EPA — Sistemas de monitoreo continuo de emisiones (en inglés)
2. US EPA — Monitoreo del aire ambiente (en inglés)
3. Siemens — Módulo ULTRAMAT 7: principio de medición NDIR (en inglés)
4. HORIBA — Método de absorción ultravioleta no dispersiva, NDUV (en inglés)
5. SICK — Instrucciones S700: acondicionamiento y componentes solubles en agua (en inglés)