8 errores comunes en la medición de la humedad y cómo evitarlos

Los errores y las malas prácticas pueden hacer que las mediciones de humedad varíen con respecto a lo esperado y una buena técnica de muestreo es crucial para obtener resultados precisos y fiables.Al diseñar un sistema de muestreo de humedad debe tener en cuenta estos elementos:

1. Permeabilidad de los materiales
.
2. Adesorción y desorción
.
3. Longitud de la tubería de muestreo
4. Volúmenes muertos y humedad atrapada
Condensación y fugas.
5. Tubo de la muestra y longitud
6. Caudalías

A continuación se analiza detalladamente cada uno de ellos.

Permeabilidad de los Materiales y Humedad

Todos los Materiales son permeables al vapor de agua, ya que las moléculas de agua son extremadamente pequeñas en comparación con la estructura de los sólidos, incluso en comparación con la estructura cristalina de los metales. El siguiente gráfico muestra el Punto de rocío en el interior de tuberías de diferentes Materiales cuando se purgan con gas muy seco, donde el exterior de la tubería está en el Medio Ambiente.

Punto de rocío en el interior de tuberías de diferentes Materiales cuando se purgan con gas muy seco, donde el exterior de la tubería está en el Medio Ambiente.

.

Muchos materiales contienen humedad como parte de su estructura, especialmente los materiales orgánicos (naturales o sintéticos), las sales (o cualquier cosa que las contenga) y cualquier cosa que tenga poros pequeños. Es importante asegurarse de que los Materiales utilizados son adecuados para la aplicación.

Si la presión parcial de vapor de agua ejercida en el exterior de una línea de aire comprimido es mayor que en el interior, el vapor de agua atmosférico empujará de forma natural a través del medio poroso haciendo que el agua migre hacia el interior de la línea de aire a presión. Este efecto se denomina transpiración.

Absorción y desorción

La adsorción es la adhesión de átomos, iones o moléculas de un gas, líquido o sólido disuelto a la superficie de un material, creando una película. La velocidad de adsorción aumenta a presiones más altas y temperaturas más bajas.

La adsorción es la liberación de una sustancia desde o a través de la superficie de un material. En condiciones ambientales constantes, una sustancia adsorbida permanecerá en una superficie casi indefinidamente. Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura, también lo hace la probabilidad de que se produzca la desorción.

En términos prácticos, a medida que la temperatura del entorno fluctúa, las moléculas de agua se adsorben y desorben de las superficies internas del tubo de la muestra, lo que provoca pequeñas fluctuaciones en el punto de rocío medido.

Longitud del tubo de muestreo

El punto de muestreo debe estar siempre lo más cerca posible del punto crítico de medición, para obtener una medición realmente representativa. La longitud de la tubería de muestreo hasta el sensor o instrumento debe ser lo más corta posible. Los puntos de interconexión y las válvulas atrapan la humedad, por lo que utilizar la disposición de muestreo más sencilla posible reducirá el tiempo que tarda en secarse el sistema de muestreo cuando se purga con gas seco.

Durante un largo recorrido de la tubería, el agua migrará inevitablemente a cualquier línea, y los efectos de adsorción y desorción se harán más evidentes. Del gráfico anterior se desprende claramente que los mejores materiales para resistir la transpiración son el acero inoxidable y el PTFE.

Volúmenes muertos y humedad atrapada

Los volúmenes muertos (áreas que no se encuentran en una trayectoria de flujo directa) en las líneas de muestreo retienen moléculas de agua que se liberan lentamente en el gas que pasa; esto provoca un aumento de los tiempos de purga y respuesta, y lecturas más húmedas de lo esperado. Los materiales higroscópicos de los filtros, las válvulas (por ejemplo, la goma de los reguladores de presión) o cualquier otra parte del sistema también pueden atrapar la humedad.

Los materiales higroscópicos de los filtros, las válvulas (por ejemplo, la goma de los reguladores de presión) o cualquier otra parte del sistema también pueden atrapar la humedad.

Acondicionamiento de muestras

El acondicionamiento de muestras suele ser necesario para evitar la exposición de componentes de medición sensibles a líquidos y otros contaminantes que pueden causar daños o afectar a la precisión con el paso del tiempo, en función de la tecnología de medición.

Los filtros de partículas se utilizan para eliminar la suciedad, el óxido, las incrustaciones y cualquier otro sólido que pueda haber en una corriente de muestra. Para la protección contra líquidos, debe utilizarse un filtro coalescente.

El filtro de membrana es una alternativa más cara pero muy eficaz a un filtro coalescente. Proporciona protección contra las gotas de líquido e incluso puede detener completamente el flujo hacia el analizador cuando se encuentra una gran cantidad de líquido.

Condensación y fugas

Mantener la temperatura de la tubería del sistema de muestreo por encima del punto de rocío de la muestra es vital para evitar la condensación. Cualquier condensación invalida el proceso de muestreo, ya que altera el contenido de vapor de agua del gas que se está midiendo. El líquido condensado puede alterar la humedad en otro lugar al gotear o correr hacia otros lugares donde puede volver a evaporarse.

La integridad de todas las conexiones también es una consideración importante, especialmente cuando se toman muestras de puntos de rocío bajos a una presión elevada. Si se produce una pequeña fuga en una línea de alta presión, el gas se escapará, pero los vórtices en el punto de fuga y un diferencial de presión de vapor negativo también permitirán que el vapor de agua contamine el flujo.

Caudalías

Teóricamente, el caudal no tiene ningún efecto directo sobre el contenido de humedad medido, pero en la práctica puede tener efectos imprevistos sobre la velocidad de respuesta y la precisión. El caudal óptimo varía en función de la tecnología de medición y puede consultarse siempre en el manual del instrumento o del sensor.

Un caudal inadecuado puede:

• Acentuar los efectos de adsorción y desorción en el gas que pasa por el sistema de muestreo.
• Permitir que bolsas de gas húmedo permanezcan inalteradas en un sistema de muestreo complejo, que luego se liberarán gradualmente en el flujo de la muestra.
• Aumentar la posibilidad de contaminación por retrodifusión: el aire ambiente más húmedo que la muestra puede fluir desde el escape de vuelta al sistema. Un tubo de escape más largo (a veces llamado pigtail) también puede ayudar a aliviar este problema.
• Lentitud de la respuesta del sensor a los cambios de temperatura.
• Reducir la respuesta del sensor a los cambios en el contenido de humedad.

Selección de la mejor opción de muestreo para su aplicación

Ofrecemos sistemas de muestreo de humedad listos para usar que son compatibles con nuestras gamas de transmisores de punto de rocío. Su diseño modular permite configurer sistemas que se adaptan a una amplia gama de aplicaciones. Póngase en contacto con nosotros para obtener más información o concierte una llamada para hablar de sus necesidades de aplicación con más detalle.