¡Cumplir con especificaciones no es cosa sencilla!

Nos gustaría agradecer a Velcon Filtres por su ayuda en la elaboración de este GamGram.

La especificación EI-1581 se encuentra actualmente en su sexta edición. Este documento solía ser elaborado por el Instituto Americano del petróleo (API), pero ahora está bajo la responsabilidad del Instituto de Energía con sede en Londres y es conocido por las siglas EI. Estas especificaciones son reconocidas en todo el mundo como el No. 1 como guía para la realización del diseño, los ensayos y el rendimiento de elementos filtrantes coalescedores y separadores contenidos en las carcasas conocidas como filtros separadores.

Hay dos condiciones importantes dentro esta especificación que usted se debe cumplir:

1. Sus filtros separadores deben tener los elementos adecuados en dependencia del tipo de carcasa, el grado y tipo de combustible y al caudal de operaciones de su sistema.
2. Su carcasa debe tener los accesorios adecuados en perfectas condiciones técnicas para realizar su función.

En este GamGram, trataremos sobre la primera condición la cual ayuda a determinar si usted que tiene los elementos correctos en la carcasa adecuada a las condiciones operacionales y el caudal de su instalación.

Nuestras descripciones a continuación no deben considerarse como una la regla estricta. Por ejemplo, los filtros separadores tipo S-LW no deben ser seleccionados para ser colocados en los sistemas de hidrante donde el agua puede estar presente o no en cantidades significativas, esto sería una selección errónea, además la productividad y el caudal son otros factores a tener en cuenta. Un gabinete de abastecimiento de combustible corporativo pequeño tendrá menos productividad que una instalación de abastecimiento de combustible de una aerolínea.

Categorías

Esta especificación detalla diferentes “Categorías” para la clasificación de los filtros separadores. |debe determinar en cuál de ellas encaja el combustible con que opera su instalación. Esta es tu primera tarea.

TIPOS

Su segunda tarea es determinar qué tipo de carcasa según la especificación es la correcta para su selección.

IMPORTANTE: Si se utiliza una carcasa clasificada para una edición antigua, NO es tan simple pues no se trata solo seleccionar los elementos adecuados y colocarlos. Hay un cambio importante en la especificación actual que hace que su carcasa para el filtro separador no cumpla con los requisitos adecuados. Por ejemplo: si el filtro separador es un recipiente con orientación vertical y la placa interior que sostiene los elementos es plana (nos referimos a la placa que está dentro del recipiente) y perfectamente horizontal esa placa no cumple con las nuevas especificaciones porque según estas especificaciones debe tener una caída o inclinación hacia el desagüe o drenaje con el objetivo de eliminar el agua en su totalidad. Si desea utilizar esa carcasa esta tiene que tener cierta inclinación para ayudar al agua a escurrirse hacia el drenaje

Conclusiones

La selección de la carcasa adecuada así como colocar los elementos filtrantes correctos en su interior constituye un proceso sumamente complicado. El simple hecho de colocar cartuchos filtrantes calificados para la 5ta. Edición no significa que esté operando el filtro según los requisitos de la 5ta edición, para menor resultado necesita la ayuda de su compañía como órgano rector para hacer esto bien. Se debe respetar la cadena de responsabilidad, el orden y lugar requerido. Además, recomendamos utilizar como una buena fuente de asesoramiento al fabricante de filtros de combustible de aviación o al distribuidor oficial de su compañía.

Al hacer una orden de nuevos elementos filtrantes para una carcasa existente, proporcione a su proveedor de elementos filtrantes la siguiente información: (Se puede solicitar un formulario a su proveedor que lo haga más fácil el cual registra todo en un solo lugar, hasta el número de la junta):

1. Modelo, número y marca de la carcasa.
2. El caudal máximo actual de operaciones de su instalación así como el que tiene la placa de la carcasa.
3. El número de parte y la cantidad de cada uno que tiene instalado en su carcasa.
4. La categoría y el tipo de carcasa. Si no tiene esos datos entonces describa su sistema con la posición del filtro y los récords históricos de contenido de agua y partículas.
5. Los clientes y el tipo al que se le provee el combustible (aviación general, aerolínea o militares)
6. Tipo de combustible que suministra

Al hacer los cambios de los nuevos elementos o fabricante garantice una hoja de datos de clasificación por similitud que muestre la correspondencia de esos elementos colocados en la carcasa acorde a la categoría y el tipo solicitado No solo se requiere una hoja de datos con los cálculos de similitud para cada recipiente, también, se debe colocar en el recipiente una placa no ferrosa de identificación grabada. Que detalle los siguientes datos, modelo del recipiente, los modelos de elementos instalados y el caudal para el cual está calificado. Al cambiar de una marca a otra también se debe cambiar la placa de identificación. Las etiquetas autoadhesivas no cumplen con los requisitos de la especificación pues se degradan con el tiempo.

Cuando tenga la necesidad de adquirir una carcasa nueva esta debe tener siguiente información:

1. El caudal máximo operacional de su instalación.
2. La presión máxima que puede alcanzar el sistema.
3. La categoría y el tipo de carcasa que se necesita y si tiene dudas describa su sistema, donde se coloca el filtro (carga de carros repostadores, descarga de combustible en un repostador, etc.), el historial de contaminante agua /partículas.
4. La orientación de preferencia horizontal o vertical (cada tipo tiene sus ventajas y desventajas).

Si eres de las personas que al leer el titulo piensas: “No voy a leer este boletín porque siempre conecto todo mi equipamiento a tierra”, Precisamente a ti querido, AMIGO, es precisamente a la persona que queremos llegar antes de que mates a alguien. Vuelve a leer el título. “Chispas en el combustible para aviones”. No estamos hablando de cargas estáticas en las tuberías, camiones o cualquier otro objeto. Estamos hablando de cargas electrostáticas surgidas en el combustible.

Se han escrito varios volúmenes y montones de artículos técnicos muy complejos sobre este tema, pero este boletín es un esfuerzo pionero para evadir los tecnicismos. ¿Alguna vez has notado que cuanto mayor es el número de palabras científicas que se escriben sobre un tema determinado, realmente se entiende menos el problema? Eso es precisamente lo que ocurre con el fenómeno de las cargas electroestáticas en el combustible para aviones.

Queremos dar una reseña de cómo es que se producen las cargas y descargas electrostáticas en el combustible, explicando que la causa de ello es que este fenómeno natural se manifiesta al rozarse mutuamente las moléculas entre sí y entonces se separan potenciales de carga. En otras palabras, es causada por la fricción, precisamente a consecuencias de este roce entre las moléculas. Cuanto más vigoroso sea el roce, mayor será la carga. Los científicos llaman a esto “división de carga”, cuando las “cargas positivas (+) ” se separan de las “cargas negativas (-)” tienes entonces una división de potencial. Aquí es cuando ocurre la separación desigual de electrones o superficies de contacto dejando de ser neutra, Por otro lado, la carga estática se va acumulando, haciéndose más y más grande a medida que se agitan más moléculas en un volumen dado. Si el potencial de carga acumulado en la pared de la tubería o del tanque, se conectan a tierra se estará disipando de inmediato esta carga por lo que no habrá ningún peligro; todo el problema consiste en que las cargas no pueden desplazarse tan fácilmente a través de algunos combustibles y disiparse a “tierra”, este tipo de combustibles se denominan combustibles de “baja conductividad”. ¡POSIBLEMENTE SEA SU CASO!

En todos nuestros sistemas de trasiego y entrega de combustible hay un equipamiento que es el campeón en cuanto a generación de carga estática se refiere y ese no es otro que las “carcasas filtrantes”. La salpicadura creada al llenar los tanques y cisternas, o el torbellino creado por la agitación del combustible al ser bombeado y la rotación de metros contadores, origina el desarrollo de carga estática, pero dentro del filtro es el lugar donde ocurre el mayor ” rozamiento de moléculas y por ende la separación de cargas “, cuanto más fino sea el filtrado, mayor es la carga que se origina, de la misma manera ocurre al la taza de flujo que pasa a través de la carcasa, se incrementara la acumulación de carga estática. Si un vendedor de filtros trata de decirle que sus productos no causan electricidad estática, sáquelo entonces de su vista. Pues estará mintiendo.

Estudios recientes han demostrado que los elementos filtrantes separadores revestidos con teflón generan niveles de carga más bajos que los separadores de papel, es lógico pues hay menos fricción en la pantalla de teflón con agujeros de 74 micrones (μ) que en los separadores de papel donde el flujo tiene un camino más tortuoso con canales de 5 micrones donde la fricción es mucho mayor.

Ahora volviendo a la manera de pensar del lector del primer párrafo el cual intento no leer este boletín por el hecho de que tiene “aterrado” todos los equipos dando por sentado que no tendría problemas. Obviamente, si su combustible tiene una conductividad alta, las cargas se trasladarán a través del dirigiéndose los componentes metálicos conectados a tierra y por ello se disiparán. Pero si su combustible es de baja conductividad, entonces las cargas tardan un tiempo mayor en trasladarse a tierra y disiparse por lo que ese combustible se mantendrá cargado y al ser dispensado a un recipiente puede saltar una chispa un desde la superficie de este combustible hacia un objeto conectado a tierra. Las pruebas han demostrado que la situación más peligrosa ocurre cuando hay un objeto aislado en el espacio gaseoso del tanque, este objeto, actuara como un condesado acumulando la carga, y saltando la chispa ZAP. ¿Necesitamos explicar qué sucede si existe una atmosfera inflamable con concentración de vapor de combustible en presencia de suficiente energía calórica es decir una chispa?

¿Qué Debemos Hacer?

Una “regla general” que la mayoría de los técnicos parecen aceptar es mantener el combustible un tiempo en reposo después de que esta haya pasado por el filtro, ya sea en un tramo de tubería que contenga el volumen adecuado o en un recipiente a presión por un periodo mínimo durante 30 segundos antes de ser despachado en una cisterna o tanque abierto. Este período se denomina “tiempo de relajación” que es el tiempo que le tomara para disiparse las cargas acumuladas producto de la filtración. La teoría explica que incluso si el combustible tiene una conductividad, pobre ese tiempo bastara para que las cargas positivas y negativas se habrán anulado entre sí o habrán migrado a una superficie conectada a tierra. Algunas empresas abogan por el uso de aditivos “antiestáticos” para evitar la necesidad de emplear un tiempo extra para la relajación. Sin embargo, la palabra “antiestático” es un término que no es correcto pues debería llamarlo aditivo para mejorar o aumentar la conductividad del combustible.

Si está operando su instalación con un combustible que no tiene adicionado aditivo antiestático para mejorar la conductividad del mismo, todo lo que tiene que hacer es echar un vistazo a la instalación y comprobar que el combustible una vez le sale de la carcasa filtrante al pasar aguas arriba debe tener como mínimo 30 segundos de estanqueidad (tiempo de relajación). Desearíamos contar un equipo o calibre que pudiera indicarle este tiempo, pero al no tener uno, hemos elaborado un método furtivo y no científico utilizando aritmética simple. Que le mostramos a continuación

Si usted es de lo que ama las fórmulas matemáticas reales entonces utilice la siguiente:

C = 0.0408 x (L₁D₁² + L₂D₂² + L₃D₃² + etc.)

Donde “C” es la capacidad en galones del tramo de tubería (como el paso 2), “L” es la longitud del tramo, y “D” es la sección o diámetro de la tubería. 0.034 -es la constante para el cálculo en galones americanos (0.034 seria para galones imperiales y 0,5067 para litros).

Finalmente:

Si al hacer los cálculos se da cuenta que su sistema no tiene suficiente espacio para otorgarle al combustible que sale del filtro un tiempo de relajación de 30 segundos con mucho gusto le mostramos dos alternativas:

1. Reduzca el Flujo de su sistema.
2. Haga un rediseño de su sistema.

Si yo tuviera un dólar por cada vez que un cliente me dijera, “No hay agua el colector de mi filtro separador,” Sería muy afortunado. Sería casi tan afortunado como si tuviera un dólar por cada ocasión que encontrara agua en un colector que haya recibido su “drenado diario.”

¿Porqué es que un hombre no puede encontrar el agua que otro hombre si encuentra? Obviamente, todo está en la manera como lo hace.

La dificultad es que el área donde se localiza el colector del dren usualmente es plana. El agua se colecta en la superficie plana pero tiende a posarse en un “montón” hasta que algo hace que la interfase se rompa. Observe como actúa el agua en un lavamanos con el fondo casi plano. El agua se posa en la superficie por prolongados periodos de tiempo cuando se cierra la válvula. Si Ud. la toca con su dedo, en el borde del orificio del dren, repentinamente empieza a fluir hacia el dren. (Recomendamos firmemente hacer este experimento en privado, lejos de aquellos que pudieran no entender estudios científicos).

La mayoría do los drenados de colectores de filtros parecen estar hechos entreabriendo un poco la válvula para drenado y colectando una o dos pintas. Esto no agita lo suficiente la capa de agua para romper su tensión superficial y por eso el agua permanece en la cubierta plana.

Si Ud. realmente desea hacer un trabajo apropiado, debe tener alguna velocidad descendente por el orificio del dren y la mejor manera de hacerlo es encendiendo la bomba para tener presión. Entonces abra la válvula para drenado tanto como sea posible (sin darse un baño de queroseno) y colecte un par de galones en una cubeta blanca.

Yo nunca olvidaré como aprendí este truco. Uno de los realmente veteranos en turbo combustible me citó en un aeropuerto donde se había encontrado un fuerte problema con surfactantes. Drené el filtro separador de la manera convencional y obtuve una bonita cubeta de combustible. Después de unas observaciones muy críticas, el usó el método descrito arriba y colectó un montón agua, crudo y lodo nauseabundo con el combustible. (Me sorprendería si T.C. recuerda este episodio?).

Un doctor puede ver dentro del cuerpo humano mirando solamente en sus ojos. El usa una luz brillante y una lente especial. De esta manera los doctores aprenden muchas cosas acerca de su salud en general. El mejor método que tenemos para aprender acerca de la “salud” de los combustibles es estudiando el colector de agua.

Esto es el porqué trataremos de interpretar lo que vemos. Puede aprenderse demasiado pero rara es la vez que uno realmente observa.

1. Aqua
   • Agua clara: si es clara, es Ud. afortunado. Si parece tener una película café, probablemente sea una capa de surfactante. Si Ud. la toca con una paja, frecuentemente puede ver agua clara abajo.
   • Agua obscura: son malas noticias! Generalmente significa un severo problema con surfactantes pero también puede significar un problema en la refinería o puede ser agua de combustibles sucios (aceites para calefacción y petróleo crudo) que fueron manejados previamente en el mismo transporte, autotanque, barco, barcaza o ducto. El agua obscura también puede indicar desarrollo de microorganismos. No hay indicador más certero de problema que el agua oscura. ¿Tiene un olor como a azufre? ¡Noticias más malas!
     
2. Una cosa membranosa parece floatar alrededor en el combustible, pero Ud. no colectarlo o juntarlo. Esta es una forma de surfactante. Las burbujas de aire que llegan a él cuando suben hacia la superficie tienen difficultad para penetrar esta película pero en unos minutos la rompen y pasan. Nunca he conocido a alguien que halla estudiado con éxito a esta película simplemente porque no puede colectarse.
3. Globos, lodos, jaleas-desarrollo de microorganismos. Recuerde, los microorganismos no pueden vivir en el combustible. Ellos viven en el agua. Si Ud. elimina el agua, no puede tener disarrollos.
4. Grandes partículas de suciedad-puede ser que un elemento coalescedor se haya reventado, se instaló incorrectamente o Ud. no limpió apropiadamente el colector la última vez que se cambiaron los elementos.

¿Que acción debe tomarse cuando se encuentran condiciones insatisfactorias en el colector? El primer paso es asegurar que la contaminación no avanzó más allá en el sistema de abastecimiento porque cada vez que un combustible contaminado con surfactantes pasa a través de un filtro separador, le acorta la vida y puede degradar su desempeño. El segundo paso es rastrear la fuente de contaminación y asegurarse que se toman las medidas correctivas. El tercer paso es limpiar todo el equipo contaminado y cambiar elementos al filtro cuando se juzque necesario.

En conclusión, observe dilligentemente los sistemas de combustible respecto a agua. Si la encuentra, inspeccionelos cuidadosmente e informe todos los detalles.

Aunque un hombre sea licenciado como ingeniero, no asegura que él sabe como diseñar una sistema para el manejo de turbo combustible. Saca prontamente unos cuantos cálculos, mira algunos datos de caída de presión en el Manual de Datos Hidráulicos de Cameron, selecciona una bomba que escasamente rechina y luego lo compensa aumentando por 2 el diámetro de la tubería para asegurarse que la bomba trabajará. Justifica la tubería grande “por futura expansión de la planta”. ¡Caramba! ¡Que gran ingeniero es él!

Aquí esta una historia de la vida real. Una terminal de una compañía petrolera abastece combustible a un gran aeropuerto utilizando autotanques para transportarlo. La llenadera en la terminal puede manejar 2 vehículos al mismo tiempo, una garza en cada lado de una plataforma. Un filtro separador de 1200 gpm se localiza a 100 pies de la llenadera. Aproximadamente 70 pies de la tubería es de 8” y es subterránea — la ultima sección de la tubería tiene 30 pies en longitud, es de 12” y es superficial, siendo la longitud de la plataforma de la llenadera. El combustible se recibe en los tanques de almacenamiento de la terminal mediante una tubería general y se pre-filtra a través de arcilla antes de entrar a un filtro separador de recepción. Durante un periodo de tiempo, en la salida del filtro separador cercano a la llenadera las membranas filtro fueron No. 2 (bajo la Práctica Recomendada D-3830 de ASTM).

El cliente recibe el combustible en el aeropuerto a través de un filtro separador. La prueba de la “cubeta blanca” se efectúa al combustible cargado en cada autotanque antes de descargarlo.

Recientemente, el número de partículas se incrementó de tal manera que el cliente empezó a rechazar cargas de combustible. Las membranas de prueba permanecían totalmente aceptables desde un punto de vista del color. Revisando completamente todo el sistema de adelante hacia atrás, se encontró que las partículas estaban en la llenadera pero no en el extremo de descarga del filtro separador. Las partículas eran en su mayoría de óxido de hierro – del tamaño de granos de café.

Se abrió la tubería de 12” abajo de la llenadera. Las ¾ superiores de la superficie de ta tubería estaban con partículas de herrumbre, del tamaño del granos de café. El 1/3 restante del fondo de la tubería estaba hundido en fango húmedo, herrumbre y suciedad. Utilizamos palas para sacarlo!

Los cálculos demostraron que la velocidad en la tubería de 12” al gasto nominal de 1200 gpm era solamente de 3.4 pies por segundo. Sin embargo, la investigación reveló que el departamento técnico había ordenado una reducción a un gasto máximo de 550 gpm para asegurar un tiempo adecuado para relajar la carga estática. Este flujo increíblemente bajo trajo como resultado una velocidad de un “engañoso” 1.6 pie por segundo. Esto era la causa de la suciedad – un gasto tan bajo que la tubería no se estaba limpiando. El agua condensaba y se separaba del combustible en la porción subterránea siempre que la temperatura del tanque era mayor que la temperatura del terreno. Condendaba de la sección superficial cada noche en que bajaba la temperatura. El agua no podía salir de la tubería. No podía extraerse mediante drenado – simplemente se colectaba y causaba el desarrollo de herrumbre y fango.

Una primera lección a aprender de esta experiencia es que Ud. hará que el combustible efectúe su propio trabajo doméstico. Diseñe y sostenga velocidades de flujo que barrerán las tuberías dejándolas limpias y secas. Recomendamos por lo menos 6 pies por segundo.

Una buen “método práctico” para recordar es que el turbo combustible retiene tantas partes por millón de agua como sea su temperatura en °F. En otras palabras, a 80°F puede haber aproximadamente 80 ppm de agua disueltas en el combustible. Si la temperatura baja a 60° en una tubería subterránea, habrá que tratar con 20 ppm de agua libre.

Todos sabemos que el agua se colecta en los tanques debido a la “condensación” – agua separándose de una solución¿ Porqué es que parece que muchos de nosotros olvidamos que lo mismo sucede en la tubería? ¡Es más! La temperatura del combustible en las tuberías cambia más (y mucho más rápidamente) que en los tanques debido a una menor masa y mayor área superficial expuesta.

En un sistema de combustible recientemente terminado en un aeropuerto, nos enteramos que una tubería subterránea de 24 pulgadas y una milla de longitud manejará un gasto máximo de 2400 gpm durante los próximos 3 años hasta que se construya un sistema de hidrantes. ¡Esto significa una velocidad de 1.7 pie por segundo! No es una tubería – es un condensador de una milla de largo! Y no hay colectores para eliminar el agua. Este es el tipo de diseño que mantiene a los fabricantes de filtros separadores en el negocio. Este va a ser un “regio problema de ingeniería.”

CÁLCULOS RÁPIDOS

1. Multiplique el diámetro de la tubería por si mismo
2. Luego divida los galones por minuto entre ese número
3. Luego multiplique por 0.4

1. 6 multiplicado por 6 da 36
2. 360 dividido por 36 da 10
3. 10 X 0.4 es igual a 4 pies por segundo