GamGram 34: El Fantasma que Taponea las Tuberías y Otras Historias Aterradoras

Una de las grandes verdades relacionadas con el control de la calidad tiene que ver mucho con el famoso refrán de que “en la confianza está el peligro”. Por muy insignificante que sea una falla, hay que prestarle atención y así evitamos males mayores. Si su instalación es de la que no tiene problemas debes ser más cuidadoso pues como está confiado los problemas son más difíciles de detectar.

En cualquier negocio los problemas que surgen no suelen ser divulgados al mundo, desafortunadamente, esta práctica dificulta que otros aprendan de estos errores. Este GAMGRAM reúne pequeñas historias sobre problemas que han sufrido otras personas ofrecemos a oportunidad de aprender de estos avatares y obviamos nombres y ubicaciones innecesarios y para evitar bochornos. Hemos hecho todo lo posible para contar las historias con la mayor precisión, aunque algunas se sustentan en información de segunda mano. Los problemas son reales y pueden ocurrir en cualquier lugar.

Imposible encontrar humor en estas historias. En realidad la probabilidad de un desastre es remota pues por lo general, tienen que ocurrir varios errores o fallas a la vez para llegar a una catástrofe. La pregunta es: Vivirías tranquilo al saber que eres responsable de la muerte o sufrimiento de un grupo de personas?. Las tenciones no bastan; lo importante es la acción. Un accidente al año en todo el mundo es demasiado.


POLÍTICA EQUILIBRADA– En la Antigüedad, era política matar al mensajero portador de malas noticias. Suponemos que no todo es malo ¡Pasó la noticia! ¡NO PUEDO HACER ESTO!

Revise sus métodos y no haga que el castigo por un error sea igual al castigo por encubrirlo Esto tiene que ver sobre todos con los derrames de combustible y otras situaciones legales y relacionadas con la seguridad. Hemos oído hablar de personas que trataron de ocultar las pérdidas de combustible para proteger sus trabajos! En un ejemplo, un empleado lavó el combustible en una corriente, lo que resulta en un desorden mucho más grande para limpiar. ¡El gobierno vera esto como su culpa y puede imponer multas mayores!

GamGram 34: El Fantasma que Taponea las Tuberías y Otras Historias Aterradoras2025-02-28T20:29:11+00:00

GamGram 32: La Presión en la Boquilla de Suministro y el Venturi

En casi todos los camiones repostadores de combustible y carros hidrantes destinados al reabastecimiento de la aeronave por debajo del plano (a presión) tienen un panel de control en el que se ubica un manómetro con el rotulo indicador que dice “presión de la boquilla”. Como este no está conectado a la boquilla, ¿cómo es posible medir la presión la presión real en la salida de la misma? ¿Por arte de magia? En efecto no muestra la presión de la boquilla! Lo que señala es una presión simulada igual a la presión de la boquilla de gaseo. El manómetro está conectado a un dispositivo llamado Venturi el casi siempre se monta en la entrada del carrete de manguera. Pocas personas entienden la función del Venturi y cómo ajustarlo correctamente y como consecuencia de eso existe una gran cantidad de los Venturi en el mundo que no están debidamente ajustados.

Para entender su funcionamiento hay que entender la dinámica de la energía. En una tubería por donde transita un fluido, la energía en cualquier punto del sistema depende de la velocidad y presión. El nivel de energía permanece constante excepto por algunas disminuciones graduales causadas por la fricción a medida que el fluido pasa a través válvulas, accesorios y a lo largo de la propia tubería. En la figura 1, las presiones en A, B y C serán exactamente las mismas si no hay flujo. Si se produce el flujo, la presión en C será casi la misma que en A, menos la pérdida por fricción. Sin embargo, la presión en B será mucho menor que en C la razón es porque convertimos parte de la energía de presión en energía cinética de velocidad para lograr pasar el fluido a través de la pequeña abertura. Pasada la restricción, la energía de la velocidad disminuye, por lo que la energía de la presión aumenta.

El científico italiano Giovanni Venturi descubrió en un diseño de hace 200 años que podía fabricar un excelente caudalímetro con una caída de presión muy pequeña, el cual presenta una salida muy suave después de la restricción evitando las turbulencias y fricción. (Ver Figura 2). La zona de recuperación de presión es una reducción gradual con un ángulo muy suave hasta alcanzar el tamaño original después de alcanzar diámetro la tubería. La caída de presión (pérdida de energía debido a la fricción) en este diseño es mucho menor que en la figura 1.

El uso del Venturi en un sistema de combustible de aviación no es precisamente medir el caudal sino proporcionar una simulación de la presión de la boquilla en la sección B y utilizar esa presión como la señal de mando para actuar sobre la válvula de control de presión. Cuando se bombea combustible a una aeronave, se prefiere hacer con el máximo flujo posible, pero la presión debe mantenerse por debajo de 50 psi que es la presión máxima permitida para suministrar combustible a la aeronave de combustible y lograr la tasa de flujo máxima.

Observe la figura 3: Para que este sistema obtenga 50 psi en la toma de la aeronave, (teniendo en cuenta que la pérdida de presión en el carrete y la manguera es de 30 psi), se requiere una presión de 80 psi en el punto C. El problema es que al llenarse los tanques en la aeronave no hay casi flujo, y por lo tanto, no hay caída de presión. Sin un Venturi en la línea de dicho sistema, pondría 80 psi en la toma de la aeronave causando daños al sistema de combustible de la aeronave. Si se establece en 50 psi, en el punto C para tratar de evitar esos danos entonces la tasa de abastecimiento de combustible real sería muy lenta, y no se acercaría a la tasa de diseño porque la caída de presión entre los puntos C y D consumiría gran parte de esos 50 psi llegando a la aeronave con mucho menos presión. La Figura 3 muestra un sistema simple con válvula de control de presión única sin compensación.

Al colocar un Venturi justo antes del carrete de la manguera como se muestra en la figura 4 se daría solución al problema puesto que la caída la caída de presión a través del filtro y el metro son ignorados por la válvula para control de presión en la toma del avión. La función del Venturi es compensar la caída de presión que ocurre al pasar el combustible por el carrete, la manguera y la boquilla que se conecta a la aeronave. A medida que aumenta el flujo, el Venturi “engaña” a la válvula de control de presión y se obtiene suficiente presión para que haya 50 psi en el punto de baja presión (B), el cual está “sintonizado” para que coincidan B y D. Bajo condiciones de flujo completo, la presión de suministro (C) puede ser incluso de 90 psi y la presión en el punto A, de 70 psi; pero la presión en la boquilla y en el punto B siempre será de 50 psi. Cuando el avión está lleno y el flujo se detiene, la presión A, B, C y D vuelven a 50 psi.

Ajuste del Venturi

Los Venturi utilizados para el combustible de aviación no son elaborados para cada sistema, pues maquinar (tornear) cada Venturi a la medida que se necesita sería demasiado costoso. En cambio, se selecciona uno gustable a un rango amplio de compensación. Por ejemplo, el Whittaker (anteriormente Thiem) F505 proporciona una compensación de hasta 34 psi en depresión, para un flujo de hasta 600 GPM. Si usted en su sistema solo necesita 27 psi de depresión, en atas de compensar la caída de presión a través del carrete de manguera, la manguera y la boquilla, debe “purgar” parte de la señal resultante del Venturi enviada la válvula de regulación de presión. Esto se hace a través del ajuste en la apertura de una válvula de aguja (figura 5) colocada en la línea de combustible de alta presión, a la entrada del Venturi y al abrirla parte del combustible fluirá hacia la zona de baja presión (garganta) del Venturi. La señal de presión “mixta” resultante (27 psi) retroalimenta a la válvula de d e presión como su “comando” para abrir o cerrar. Cuando se ajusta correctamente, las presiones en los manómetros B y D son iguales. Esto debe verificarse bajo dos condiciones: sin flujo (0 caudal) y con el caudal máximo del sistema.

  • Cuando el Venturi se ajusta correctamente, el sistema logra el máximo caudal siempre sin ningún peligro para la aeronave. Si varía la resistencia del sistema al cambiar la longitud de la manguera o el diámetro de la misma, así como el tipo o modelo de boquilla se debe reajustar nuevamente el Venturi. Recomendamos que que el ajuste debe ser verificado al menos una vez al mes. De esta manera, se puede detectar un posible problema con el sistema de control de presión y que no se compromete la seguridad del suministro con el flujo máximo.
  • Si su equipo de reabastecimiento tiene instalado en la boquilla de suministro un regulador de presión para punta de manguera, conocido como HECV por sus siglas en inglés, al ejecutar el ajuste el Venturi este accesorio debe ser bloqueado o retirado. Después de probar el sistema, retire el dispositivo de bloqueo y compruebe el sistema nuevamente, (al restablecerse la HECV puede que el puerto de ventilación salpique algo de combustible). Tenga en cuenta que si en vez de bloquear la HECV para realizar la calibración usted decide retirarla, una vez colocada nuevamente la caída de presión que esta impone al sistema no será tomada en cuenta en la compensación del Venturi.
  • Por lo general las especificaciones para equipos de abastecimiento de combustible requieren que los controles de presión sean duplicados: Uno primario y otro secundario como reserva o soporte. Esto se logra por combinaciones de los diferentes tipos de controles de presión: control de presión en línea, control de presión con derivación y el control de presión en punta de manguera. (Abordaremos este tema en otro boletín Gamgram). Un método muy común es la combinación de utilizar como controlador primario la válvula de regulación en línea (IPCV), con el sistema de “hombre muerto” (“dispositivo de Presencia”) y como controlador secundario la válvula controladora de presión con derivación (bypass). La figura 6 muestra el procedimiento. Nótese que ambas válvulas reguladoras deben ajustarse para controlar la presión a diferentes magnitudes pues si se ajustan iguales “lucharán” entre sí al tratar de controlar a la vez la presión y como consecuencia la inestabilidad que esto provoca, Cualquier combinación seleccionada, se debe ajustar para que el regulador primario controle la presión de 5 a 15 psi, por debajo de la presión a la que estará ajustado el controlador secundario. Tal objetivo se logra ajustando los reguladores a diferentes presiones, o enviando a los diferentes reguladores señales desde el Venturi, sintonizadas de manera diferente y por separado. El ejemplo de la figura muestra el controlador en línea (primario) configurado a 45 psi, (presión E), el controlador de derivación (secundario) está configurado a 50 psi (presión B),de esta forma si la válvula del avión cierra de pronto , la válvula secundaria respalda a la válvula principal al abrirse rápidamente para aliviar la presión en la válvula principal. (La presión primaria se puede configurar hasta 55 psi).

Muchos sistemas en camiones de reabastecimiento de combustible utilizan una presión del aire como la presión de referencia de la válvula y es ajustada mediante un regulador de presión de aire. Es una buena práctica usar un regulador con bloqueo o sello (consulte el Boletín 70) para evitar ajustes no autorizados o “accidentales”. Para la válvula reguladora de Whittaker, la presión de referencia del aire, en dependencia del tipo de servo mando, debe ser de 16 o 25 psi, mayor que la presión deseada para la regulación del combustible. Esta diferencia se denomina presión de sesgo o de desviación (bias). El propósito de esta presión adicional es que el servo controlador trabaje de forma más fluida, suave y logre un mejor funcionamiento.

Para comprender mejor como funciona este sistema, analícelo de esta manera: la presión de referencia del aire se aplica en un lado de un pistón piloto de detección; la presión del Venturi estará del otro lado con la adición de la fuerza de un resorte que proporciona la presión de sesgo. Si la fuerza resultante (la suma de la de la fuerza del resorte más la presión del Venturi) es mayor que la presión de aire de referencia, el pistón se desplazará ligeramente hacia el lado del aire; esto hace que la válvula de control de presión se cierre aguas abajo y hacer que el pistón piloto regrese a una posición de equilibrio nuevamente.

GamGram 32: La Presión en la Boquilla de Suministro y el Venturi2025-02-28T19:21:56+00:00

GamGram 31: Tuberías, Roscas, y Tubos (Piping)

Este GamGram es resultado de una frustración. Al parecer es necesario que una persona trabaje con tubos (piping), tuberías y roscas por lo menos un periodo de 5 años, antes que la persona conozca y entendía sus características, y entonces, durante ese periodo de aprendizaje la mayoría de las veces se ordena conexiones y tuberías de tamaño incorrecto.

Cliente: “Ordené 10 válvulas de 3/8 de una pulgada, y usted me envió estas cosas grandes con roscas de tuberías que son de casi ¾ de una pulgada de diámetro”.

Repuesta: “Sí, los tubos de 3/8 de una pulgada tienen un diámetro externo de aproximadamente ¾ de pulgada, 75 pulgadas menos. Te enviamos lo que pediste.

Cliente: “Pero medí la tubería y tenía aproximadamente 3/8 de una pulgada de diámetro externo. ¿Cómo puede decirme que esta tubería de ¾ de pulgada es la que pedí?”

Repuesta: “Si nos hubiera dicho la medida de la tubería, le habríamos mandado válvulas de 1/8 de pulgada. Los tubos de 1/8 de pulgada tienen un diámetro externo de 0.03 pulgadas más grande que 3/8 de pulgada”.

Cliente: ¡Dios, ustedes están locos!

El cliente se sintió frustrado y se molestó, nosotros también. Veamos que sucede con los tamaños y medidas de las tuberías de tubos. No pretendemos pretendemos justificar las peculiaridades del sistema, solo trataremos d de explicarlo.

En sus inicios, las tuberías fueron hechas mediante el proceso de fundición. El diámetro interior, medía 3/8 de pulgada, 1, 3 pulgadas u otro tamaño deseado Durante los pasados 120 años, se perfeccionó la fabricación de tuberías con el método de la forja (tuberías forjadas), y se encontró innecesario usar las paredes tan gruesas como las que se requerían con la fundición para evitar problemas de las tuberías. Los materiales forjados como el acero y el latón soportan presiones mucho más grandes que las tuberías fundidas. Por supuesto, el grosor de la pared tenía se reducía para ahorrar metal y se abarata el costo; pero la pregunta que surge era si se debía reducir el diámetro externo (O.D.) o aumentar el diámetro interno (I.D.). Alguien decidió que el diámetro interno debería incrementarse, de esta manera, los tubos forjados se conectaban a las mismas conexiones hechas para tubos fundidos. Todo esto trajo la confusión de este mundo en relación a los tamaños de las tuberías.

La siguiente tabla muestra los tamaños de algunas tuberías de Cédula 40 .No aparecen las tolerancias de fabricación. Los números de cédula menores de 40, o mayores de 40, tienen todos el mismo OD; solo cambia el ID. La tubería hecha para alta presión tiene una pared más gruesa, y el número de cédula es mayor que 40, como 80, 120 o 160; la tubería de trabajo ligero tiene paredes más gruesas y menor como 20, 10 o 5.

Medidas
Tubería
(pulgadas)
Medidas
Rosca
(pulgadas)
O.D. I.D.
Pulgadas MM Pulgadas MM
1/8 27 0.405 10.3 0.269 6.8
1/4 18 0.540 13.7 0.364 9.3
3/8 18 0.675 17.2 0.493 12.5
1/2 14 0.840 21.3 0.622 15.8
3/4 14 1.050 26.7 0.824 20.9
1 11 1/2 1.315 33.4 1.049 26.6
1 1/4 11 1/2 1.660 42.2 1.380 35.1
1 1/2 11 1/2 1.900 48.3 1.610 40.9
2 11 1/2 2.375 60.3 2.067 52.5
2 1/2 8 2.875 73.0 2.469 62.7
3 8 3.500 88.9 3.068 77.9
3 1/2 8 4.000 101.6 3.548 90.1
4 8 4.500 114.3 4.026 102.3
5 8 5.563 141.3 5.047 128.2
6 8 6.625 168.3 6.065 154.1
8 8 8.625 219.1 7.981 202.7
10 8 10.750 273.1 10.020 254.5
12 8 12.750 323.9 11.938 303.2
14 8 14.000 335.6 13.234 336.0

La lección de todo es que es imposible encontrar una medida en una conexión en un tubo que le diga el tamaño real, hasta que usted alcance la dimensión de 14 pulgadas. El diámetro externo de un tubo de 14 pulgadas es realmente 14 pulgadas; el de 20 pulgadas es 20 pulgadas, etc.

Tubos (tubing)

Estos tubos (tubing), por ejemplo, para equipos de medición, es medida por su diámetro externo, no por su diámetro interno; la tubería de producción de 3/8 de una pulgada mide 3/8 de una pulgada en su diámetro externo, pero su diámetro interno es solamente alrededor de 0.3 pulgadas. Surge el problema con tubos (tubing) en aquellos países, donde se usa el sistema (SI) tamaños métricos; las conexiones norteamericanas de tubos son en fracciones de pulgadas no ajustarán. Por eso es que insistimos que nuestros clientes con el sistema SI tomen las medidas muy exactas; está es la garantía de que proveamos las conexiones de tuberías de producción en medidas métricas correctas.

Las Roscas de las Tuberías

La mayoría de las roscas de tuberías en los servicios de petróleo fuera de Norteamérica son rectas y no son ahusadas (cónicas). Una empaquetadura hace el sellado. Cuando un producto norteamericano llega a un país que usa ese tipo de rosca, el mecánico piensa que la conexión debe ser apretada hasta que no se puedan ver hilos de la rosca en la tubería. El resultado es usualmente que la conexión se raja debido a las tremendas fuerzas que se generan cuando las partes ahusadas son accionadas juntas. Lamentablemente, no hay un momento torsional (torque) determinado para su uso .En términos generales, de 4 a 7 vueltas hace que una unión roscada esté lo suficientemente apretada para evitar salidero si se usa un sellador de rosca (cinta de teflón). Nuestra experiencia nos dice que la mayoría de los fabricantes de conexiones en acero inoxidable no siguen los patrones que especifican que lo apretado de mano se alcanza en 4-5 vueltas. Usted es afortunado si puede tener dos revoluciones.

Cuando los accesorios de acero inoxidable se enroscan en tuberías de aluminio fundido usando cintas de teflón ‘se puede presentar un problema excepcionalmente grave Aunque el teflón proporciona algo de lubricación, no es consistente. Si un hilo de rosca es áspero, en un punto determinado el teflón se rompe y aumenta la fricción; el mecánico siente la resistencia y cree que la junta está apretada sin embargo habrá salidero. Hemos aprendido a lo largo de los años que agregar gel (vaselina) a la cinta después de puesta (antes de enroscar), hace “toda la diferencia del mundo”. Pero te avisamos: la friccion será muy baja puede resultar fácilmente en una conexión un poco más que el apretado a mano hará una conexión a prueba de fugas.

Roscas Tuberías Inglesa Británicas

Aunque las roscas de tubo cónicas británicas se usan en las industrias de países fuera de Norteamérica, la industria petrolera en todas las áreas fuera de Norteamérica parece haberse estandarizado en la rosca inglesa de tubo paralela o recta. Una empaquetadura es la que hace el sellando (estanqueidad). Nos referimos a la rosca conocida como BSPP-Roscas de tubo Británicas Paralelas Estándar. Nos critican por agregar la segunda P. y lo hacemos porque BSP significa “roscas inglesas” la última letra significa paralela (P) o roscas cónicas (T) (Taper).

Tubería
(pulgadas)
Rosca
(pulgadas)
OD
Pulgadas MM
1/8 28 0.383 9.7
1/4 19 0.518 13.2
3/8 19 0.656 16.7
1/2 14 0.825 21.0
3/4 14 1.041 26.4
1 11 1.309 33.3
1 1/4 11 1.650 41.9
1 1/2 11 1.882 47.8
2 11 2.347 59.6

Las roscas NPT se diferencian de las BSP en el ángulo del diente, es de 60 grados en lugar de 55, y las aristas son más pronunciadas. Otra diferencia es en el paso: las roscas NPT tienen 11,5 hilos por pulgada mientras que las BSP tienen 11 hilos por pulgada. Y que la rosca cónica es solo en el macho, no en ambas como la NPT.

Resumen

El método ileso para saber qué Ud. está haciendo al ordenar conexiones de tubos es medir con un calibrador o un micrómetro. Molesta embarcar partes a lugares lejanos y luego saber que el cliente ordenó las partes incorrectas.

GamGram 31: Tuberías, Roscas, y Tubos (Piping)2025-01-03T19:42:25+00:00

GamGram 30: Operación con los Filtros Separadores en Climas Fríos

Cuando un ingeniero con una base técnica pobre especifica un equipo lo llamamos “ingeniería básica.” Y es una descripción perfecta de la forma en que las personas especifican los calentadores para los filtros separadores de filtro. Llámelo intuición, conjeturas, “abracadabra pata de cabra” o pura charlatanería; porque no existe una base técnica aparente para la forma en que la mayoría de los sistemas de calentadores están diseñados para filtros separadores

Se sabe que los vendedores de filtros separadores hacen declaraciones tan necias como como “un calentador mantiene caliente el filtro separador”. Le recomendamos que aparte bien lejos a ese individuo porque simplemente no sabe lo que está hablando. Piense si su filtro separador opera a un caudal de 600 gpm y el combustible entrante es a 20 °F (-6,7 °C), la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura a 32 °F (0 °C) es de 24 000 BTU/min. Se requiere una entrada de calor de 421 KW pero incluso si ignora por completo la pérdida de calor es altísima de la superficie del recipiente en contacto con la atmósfera, puede ver fácilmente que el calentador típico para un sumidero es clasificado en 1 KW para nada lograra calentar esa carcasa; es como si quisiera derretir el acero con una cerilla!

Los filtros separadores al operar en climas fríos presentan dos problemas diferentes

  1. Que se congelen las facilidades para el drenaje (accesorios, válvulas, tubería) pues esto impediría drenarlo. (¿Cómo cambia los elementos filtrantes si no puedes evacuar el combustible de la carcasa?).
  2. Mantener el flujo de combustible a través de elementos sin que estos se bloqueen con el hielo.

El primer problema es el más común. El segundo problema se limita a las regiones donde la temperatura del combustible en los tanques de almacenamiento desciende muy por debajo del punto de congelación del agua.

Para mantener los accesorios de drenaje libre de hielo, un calentador de inmersión brinda una respuesta simple, pero toma un tiempo y un análisis cuidadoso para asegurar que el calor se ubicará precisamente ahí donde se necesita. La figura 1 es un ejemplo de miles de instalaciones mal diseñadas. La válvula de drenaje está ubicada para facilitarle al operador el realizar el drenaje, pero la ubicación del calentador no evitará que la válvula se congele. El diseño de la figura 2 es bueno porque la válvula de drenaje está ubicada lo más cerca posible del calentador y este está además directamente debajo de la conexión de drenaje. La recirculación de convención (transporte de energía térmica) a través del desagüe hacia el recipiente tiende a evitar la formación de hielo el cual podría formar un puente sobre la entrada de drenaje en el recipiente. Se ha demostrado que los calentadores de 300 a 750 vatios son adecuados.

Para ayudar al calentador colocado en la línea de drenaje, a menudo se usa un calentador en el sumidero. Sin embargo, muchos de ellos están instalados como en fig. 3. Por supuesto un calentador en tal ubicación en el recipiente no resulta, porque el calor no estará donde se necesite o sea en la entrada del desagüe. En la figura 4, el calentador se presenta de modo que pueda ayudar al drenaje calentando la línea y manteniendo un camino despejado para que el agua salga del recipiente. No hay forma de que se pueda calentar toda la placa de la plataforma, por lo que debe haber hielo en áreas ubicadas lejos de la entrada drenaje. Obviamente, la mayor parte del calor de un calentador de este tipo se elevará hacia arriba, alejándose del agua que se acumula, por lo tanto, es muy importante que el calentador esté ubicado lo más cerca posible de la superficie del sumidero, con suerte no más de ½ pulgada (12 mm) por encima.

Volvamos al primer problema sobre tratar con el hielo que se forma en el combustible antes de que el agua se haya asentado en el pocillo de drenaje. Los tanques de almacenamiento subterráneos casi nunca tienen temperaturas muy bajas, excepto en las regiones del Ártico; sin embargo, la temperatura del combustible contenido en los tanques de almacenamiento aéreos puede caer muy por debajo del punto de congelación del agua en muchas partes del mundo. A medida que la temperatura del combustible desciende por debajo del punto de congelación, el agua disuelta en el combustible se muestra como cristales de hielo, en forma de diminutas agujas microscópicas que no se asientan por ser demasiado pequeñas. Estos fragmentos o hebras de hielo bloquean irremediablemente los elementos coalescentes.

Lidiar con este problema es muy difícil y se dan pocas alternativas. Todas son muy caras, ninguna es simple:

  1. Utilice aditivos anticongelantes.
  2. Coloque las carcasas de filtración en el interior de una edificación con calefacción. Cuando los elementos se tapen con hielo, detenga el flujo y espere hasta que el hielo se derrita. Si tiene dinero extra, instale dos sistemas paralelos de filtros para que pueda alternar de uno a otro mientras uno de ellos se descongela.
  3. Caliente el tanque de almacenamiento de combustible para evitar que se forme hielo.

En caso de que desee conocer algunos otros métodos utilizados en los últimos 40 años, considere los siguientes

  1. Un fabricante de filtros separadores tenía una unidad especialmente diseñada para ser soterrada; solo la tapa estaría expuesta. ¡La tierra es un gran aislante!
  2. Se instalaron cientos de filtros separadores dentro de cajas de madera contrachapada que tenían espacio para calentadores eléctrico en el interior. Pero era necesario desmontar la caja para cambiar los elementos.
  3. Cientos de instalaciones se realizaron con el sumidero y la tubería de drenaje con aislamiento térmico (revestimiento). Pero el agua de lluvia siempre se filtraba en el aislamiento, lo que empeoraba mucho la tarea de calefacción; muchos vasos oxidados en el exterior casi hasta el punto tener de una falla estructural.

Sabemos de dos aeropuertos que se mantuvieron operando en un invierno muy fuerte, aun cuando se le bloqueaban los coalescedores con hielo porque los elementos se retiraban periódicamente y se descongelaban en un edificio con calefacción Así no interrumpieron el abastecimiento de combustible a las aeronaves usando de forma alternativa dos juegos de coalescedores. Como ve no hay soluciones de bajo costo para este problema.

En conclusión, concéntrese en mantener los sistemas de drenaje libres de hielo y luego espere y rece para que no tenga que lidiar con lotes húmedos de combustible.

GamGram 30: Operación con los Filtros Separadores en Climas Fríos2025-01-02T20:23:39+00:00

GamGram 29: Prevención de Abastecimiento con el Combustible Equivocado

¿Sabías que hay cinco veces más accidentes de aviación causados por agua y suciedad en el combustible que por el combustible erróneo (misfuelling en inglés, bombear el combustible equivocado en un avión)? Escuchamos a un supuesto representante de un fabricante de aeronaves decir que la industria debe concentrarse en el problema del agua y la suciedad en lugar del problema del despacho del combustible equivocado. ¡Qué ignorante!

¿Nosotros hacemos todo para mantener el combustible limpio de agua y suciedad, sin embargo qué se ha hecho antes para evitar el suministro de combustible equivocado? no se ha hecho casi nada. Claro que si marcamos los carros tanques, los tanques de almacenamiento, los oleoductos y las estaciones de llenado, pero no siempre es asi.

Las aeronaves deben tener carteles que especifiquen el tipo combustible que debe usarse, pero no siempre lo tienen. Los equipos de carga por el fondo pueden ser acoplados fácilmente con selectores específicos de grado los cuales estan en el mercado por más 30 años, pero no siempre están instalados. En efecto, solamente una pequeña parte del aparato se equipa.

Todos los accidentes por falla del tipo de combustible tienen un común denominador: el error humano. Veamos estos casos:

  • Después de un espectáculo aéreo un piloto muy profesional y experimentado vio cómo su liviano bimotor era reaprovisionado con un carrotanque marcado “turbocombustible” (Jet Fuel). Afortunadamente, hizo un aterrizaje forzoso pero seguro.
  • Un técnico de línea muy joven y sin formación puso combustible para aviones en una cabina doble porque vio la palabra TURBO en el nombre del avión. Siete personas murieron.
  • Un empleado nuevo sin entrenamiento puso turbocombustible en un bimotor de cabina, porque vio la palabra TURBO en el nombre del aeroplano. Siete personas murieron.
  • Un distribuidor tenía la costumbre de guardar la cisterna abastecedora de turbocombustible sin marcar en un sitio, la cisterna abastecedora de Avgas en otro también sin marcaje ni señalización. Al día alguien cometió un error al estacionar la cisterna de turbocombustible. El accidente fue inevitable.
  • Un piloto corporativo llegó a uno de los aeropuertos más grandes del mundo y especificó deliberadamente que no quería combustible. De todos modos le suministraron turbocombustible en su cabina doble Avgas. El distribuidor detectó este error antes que el piloto saliera.

¿Lo vio?, siempre es un error humano. La Asociación General de Fabricantes de la Aviación promocionó una campaña resumida como lo describimos a continuación:

  1. Se elimina la palabra TURBO de los nombres de los aviones.
  2. Se diseñaron y distribuyeron calcomanías para el rotulado de las bocas de llenado.
  3. Se diseñaron bandas específicas para etiquetar todas las boquillas de reabastecimiento de combustible sobre las alas.
  4. Se ideó un sistema de entrada del tanque para evitar que un pico grande de llenado de la boquilla de turbocombustible pueda entrar en la abertura del tanque de Avgas la cual es más pequeña.

La cuarta acción es la más importante, porque supera el error humano. La investigación mostró que el 74 % de los aviones Avgas tienen aberturas de llenado de menos de 2,3″ de diámetro; por lo tanto, solo el 26 % de la flota de aeronaves tuvo que modificarse con aberturas reduciendo las bocas del tanque.

Toda la abertura para turbocombustible en el llenado sobre las alas y las boquillas se hicieron más grandes. A través de un diseño muy inteligente, Shaw Aero, el mayor fabricante de tapas y bocas de llenado, desarrolló un inserto para que redujera el tamaño de las bocas grandes. Estos equipos se ofrecen por los fabricantes de fuselajes, como Piper, Cessna, Beech, Mooney y Aero Commander. Los aviones nuevos de Avgas, fabricados después de1984 tienen una pequeña abertura para el llenado.

Los picos de todas las boquillas fabricados antes de 1984 tenían el tamaño adecuado para pasar por las aberturas de llenado más pequeñas. Sin embargo, para que el sistema de interferencia funcionara, cada boquilla superior que dispensaba turbocombustible tenía un pico nuevo que era lo suficientemente grande para que no entre en una abertura de Avgas. El problema es que algunos aviones a reacción tienen una abertura en forma de “D”; no son redondos. La solución fue un pico de forma ovalada; mide 2,6” en el punto más grande por lo que no entrará en una abertura de 2,3″, pero entra en la abertura con forma “D”.

Así que ahora puedes pensar que el problema del mal abastecimiento de combustible está resuelto. Desafortunadamente, no se resuelve debido a varios otros problemas:

  1. La FAA no ha desarrollado una política clara y consistente. Por ejemplo, los propietarios de aeronaves de las series Cessna 300 y 400 recibieron AD que exigían la instalación de kits de restricción, pero los propietarios de aeronaves bimotores Beechcraft solo recibieron boletines de servicio; el cumplimiento no es obligatorio. ¡El Piper AD solo se aplica a Navajo y Aerostars, no a Aztecs! ¡¡Muy confuso!!
  2. No hay ninguna ley que obligue a un distribuidor, FBO o compañía petrolera a instalar los nuevos picos ovalados en sus boquillas de combustible para aviones.
  3. Después de la intensa investigación que se llevó a cabo en el diseño del sistema, se descubrió que algunas aeronaves que usan turbocombustible tienen las aberturas de llenado demasiado pequeñas para el surtidor ovalado. Afortunadamente, algunos de estos se pueden modificar a un tamaño grande, pero otros continúan siendo un problema.
  4. El verdadero aspecto negativo es la gente que habla del sistema solo porque es diferente a todo aquello a lo que están acostumbrados. Por ejemplo:
    1. Algunos operadores de línea comentaron que el nuevo pico ovalado genera un exceso de salpicaduras en los Cessna Citations y Beech King Airs. Para investigar esto, se realizaron pruebas que demostraron que los picos redondos también causan el mismo problema de salpicaduras al mismo caudal. La dificultad radica en que el combustible no puede fluir rápidamente por la pendiente (diedro) del ala debido a los pequeños orificios en la estructura del ala.
    2. Algunas personas afirman rotundamente que la forma en el pico ovalado provoca un patrón de rociado que suele generar salpicaduras. Esto es completamente falso: observen estas fotografías del patrón de flujo de combustible.
    3. Algunas personas han afirmado que la tasa de flujo se reduce con el nuevo pico en comparación con el pico de 1½” de diámetro que este reemplaza. Sin embargo, pruebas realizadas por Cessna y OPW demuestran que esto simplemente no es cierto.
    4. Se publicó un artículo afirmando que el flujo en un pico redondo tiene régimen laminar, pero no asi en el pico ovalado. ¡Fantástico! Intente encontrar un ingeniero calificado que esté de acuerdo en que el flujo laminar puede existir a 9 pies por segundo después de un filtro de malla cónico. Esa es la velocidad en un pico redondo de 1½” a 50 galones por minuto. ¡Por favor! Eso es indiscutiblemente es un flujo turbulento, no “laminar.”

Los problemas relacionados con las “personas” son molestos y frustrantes, pero por suerte pueden resolverse con hechos reales. ¿Grandes problemas? Sí, hay algunos. El más grande es el avión Hawker Siddley 125. Hay 200 de estos aviones en los EE. UU. (a través de la serie 600) que tienen cuellos de llenado en los tanques que son aproximadamente 1/4” más pequeños para que el pico de forma ovalada pueda entrar. Obviamente, estos jets ejecutivos deben ser reabastecidos de alguna manera, pero los FBO se resistieron a instalar el nuevo pico “por si acaso” una aeronave del tipo HS125 aterrizaba en su aeropuerto.) Cuando desarrollaron un pico adaptador para los operadores de HS125Este problema fue resuelto por British Aerospace (el fabricante). La tripulación de la aeronave simplemente entrega este adaptador al operador de repostaje, quien lo coloca en su pico ovalado.

Pero ¿Qué se puede hacer con los helicópteros que se ha encontrado que tienen cuellos de llenado pequeños? Estos por ejemplo son el Wessex, Boelkows, Puma, Dauphin, Gazelle, Twin Star y las modificaciones de alcance extendido para el Hiller OV-12 y el Bell Jet Ranger. Con el pasar del tiempo, se espera que todos sean modificados con cuellos de llenado más grandes. Hay un adaptador disponible de Fjord Aviation Fueling Products. Claramente, esto no es una solución al problema de los errores de suministro de combustible, porque alguien podría usar el adaptador y poner combustible para aviones a reacción en un avión de AVGAS. Sin embargo, el adaptador fue diseñado intencionadamente para resultar incómodo, con el fin de alentar a los operadores a retirarlo, a menos que este sea absolutamente necesario para repostar uno de los helicópteros mencionado.

¡El final de la historia es la responsabilidad y el compromiso!

Independientemente de las molestias e ineficiencias que puedan atribuirse al pico de forma ovalado, ¿crees que un FBO podría ganar una demanda por error en el suministro del tipo combustible solo porque no se instaló el nuevo pico? La razón de que “no encajara en 200 jets ejecutivos y helicópteros”, que representan tal vez el 1 por ciento de la flota de jets en EE. UU., no significaría nada para un jurado.

¡Pero no todo está perdido! Piénsalo de esta manera. Cualquier boquilla para suministro combustible de aviones a reacción equipada con el pico ovalado no será capaz de suministrar combustible para aviación a reacción en el 74% de la flota de aeronaves de AVGAS. ¡Eso es un verdadero logro!

Como conclusión, creemos que los nuevos picos de forma ovalada deben usarse sin importar las molestias que puedan causar. Las personas que repostan aeronaves cometen errores, como todas las demás personas en este mundo. Ningún FBO puede permitirse no instalar los nuevos picos y ningún propietario de una aeronave con una abertura grande de llenado puede permitirse no instalar los limitadores.

GamGram 29: Prevención de Abastecimiento con el Combustible Equivocado2025-01-07T14:05:22+00:00

GamGram 28: Índice de Separación de Agua (WSIM), Microseparometro (MSEP), y SWIFT KIT

Este es un documento revisado a partir del GamGram No. 28. Se hizo esencial reescribirlo porque se han dado muchos cambios durante los 12 años desde que se publicó la edición original.

El problema básico ha sido que la industria cada día requiere la información más precisa, mejores ensayos con reproducibilidad y datos relacionados con los filtros separadores que se utilizan en la aviación Esto ha resultado en el desarrollo de mejores procedimientos para la prueba y de los aparatos más refinados en su diseño y efectividad. El título original era “Cómo medir el WSIM”.


La mayoría de los sistemas de suministro de combustible para aviones incluyen un insustituible equipamiento conocido como filtro separador. (Los filtros monitores son también se utilizan, pero no son objeto de este GamGram). Desafortunadamente, muy pocas personas conocen las condiciones que deben existir para que el filtro separador realice correctamente su trabajo de eliminar de agua. Si tuviéramos tiempo para esperar que toda el agua contenida en el combustible reposándolo se asiente en el fondo y la drenáramos para extraerla sería un trabajo simple. esto la mayoría de los operadores lo hacen regularmente. Pero el combustible con agua, al pasar por una bomba centrífuga, se convierte en una emulsión figurada en millones de gotas diminutas que, por su tamaño, demoran un largo tiempo para depositarse en el fondo del tanque.

Con esta emulsión es con la que deben lidiar los elementos coalescentes en el filtro separador pues ellos juntan las pequeñas gotas de agua y las fusionan (coalescente) para que se conviertan en gotas grandes y que debido a su mayor peso puedan asentarse rápidamente en el fondo de la carcasa y ser drenada.

El mayor enemigo de un elemento coalescente son los agentes de superficie activo o tensioactivos (“surfactante”) que entorpecen el aglutinamiento de las góticas de agua manteniéndolas dispersas. Los surfactantes son moléculas químicas que afectan e influyen sobre la tensión de una superficie. A estos les gusta la superficie en particular de la gota de agua contenida en el combustible. La razón es porque tienen “cabezas hidrofílicas” que les gusta el agua pero sus colas son hidrofóbicas, es decir, que la repelen y les gusta el combustible. Entonces, si el combustible contiene tensoactivos y agua, las cabezas de esas moléculas “se acercan” a la superficie de la gota de agua al igual que las abejas van por la miel, y las colas se orientan para permanecer en el combustible de tal manera que al final toda la gota de agua este rodeada por una película del surfactante que la aísla y evita que dos gotas de agua se unan porque no pueden entrar en contacto entre sí.

Desde los primeros días del manejo de combustible para aviones, se hizo evidente que era necesaria una prueba para evaluar un lote del combustible y averiguar si estaba contaminado con surfactantes hasta el punto de poner en peligro el rendimiento del elemento coalescedor. Se desarrolló la prueba del índice del separómetro de agua (WSI) y después de la modificación se convirtió en la prueba WSIM (pronunciado “wiz-um”). Una lectura de 100 fue excelente, lo que significa que los coalescedores funcionarían muy bien. Si la lectura era tan baja como 70, se considera que la coalescencia es muy pobre y cero si está extremadamente contaminado.

El instrumento más moderno que mide la contaminación por surfactantes del combustible se denomina ® Microseparómetro. Es una versión muy refinada del equipo original. La lectura sigue siendo 100 para el mejor combustible, pero en lugar de referirse a él como la clasificación WSIM, se llama MSEP (pronunciado Em-sep).

Tanto el equipo WSIM como el MSEP se basan en la misma idea; una emulsión de agua y combustible donde una muestra de la misma se fuerza a través de una almohadilla conformada por un medio coalescente como lo es la fibra de vidrio. Un dispositivo óptico mide la neblina en el efluente; cuanta menos neblina se detecte, mayor será la calificación y viceversa. La precisión (repetibilidad) nunca ha sido muy buena para ninguna de las dos pruebas; MSEP ha demostrado ser superior a WSIM. Otro gran problema ha sido que la prueba sobrerreacción al Stadis 450, aditivo que mejora la conductividad del combustible es decir, un combustible con un MSEP bajo puede funcionar bastante bien en una prueba real de rendimiento de coalescencia. La considerable presión de los usuarios ha influido en un gran esfuerzo para superar estos problemas.

Posiblemente la variable más importante que se ha investigado ha sido reemplazar la fibra de vidrio con la misma media coalescente que se utiliza en la fabricación de los modernos elementos coalescedores que han pasado las pruebas especificadas en API 1581, 3ra. Edición. El nuevo material parece papel grueso; contiene muchísimas fibras de vidrio finas. La fibra de vidrio para aislamiento es un material tan inconsistente que los fabricantes de coalescedores se vieron forzados hace varios años a encontrar una media mejor. El dispositivo que sostiene a las almohadillas de fibra de vidrio en la versión actual del Microseparómetro es una cápsula de aluminio llamada Alumicel. Todo lo que estamos diciendo es que en el futuro se espera que las nuevas cápsulas Alumicel contengan material coalescente parecido al papel en vez de fibra de vidrio. Mientras tanto, se considerarán válidas las cápsulas de Alumicel disponibles. Por junio de 1996, resultados alentadores de pruebas demostraron que el instrumento por sí mismo no tiene que ser revisado. Esta es una muy buena noticia para los propietarios del modelo conocido como Mark V Deluxe.

Este GamGram sobre de las pruebas que intentan determinar el efecto de los tensioactivos en el combustible para aviones no estaría completa sin un comentario sobre la propiedad técnica involucrada: La “tensión interfacial”, y en nuestro negocio significa “fortaleza de la interfase entre el combustible y el agua”. Si la película de moléculas en la interfaz es fuerte, existirán grandes gotas de agua. A medida que la fuerza de la película interfacial (agua/combustible) disminuye, la más pequeña serán las gotas de agua hasta que la mezcla de agua y combustible se convierta en una emulsión.

La medición de la fuerza de la interfaz se realiza en el laboratorio con la ayuda de un delicado instrumento llamado “tensiómetro” que no es un instrumento de campo, pero recientemente y para nuestra conveniencia ha llegado al mercado un kit que realiza esta medición en el campo. Se llama “SWIFT KIT” y lo comercializa Velcon Filters, Inc. Este kit resulta particularmente útil para comprobar el rendimiento de las carcasas de tratamiento de arcilla utilizada en nuestra industria para capturar y eliminar los tensioactivos, los cuales hacen que disminuya la tensión interfacial; la arcilla adsorbe las moléculas de surfactante como se describe en GamGram No. 14. Por lo tanto, al verificar la tensión interfacial (IFT) antes y después de que el combustible pase por la arcilla, el operador evalúa con rapidez el rendimiento de la arcilla. Esto también puede medirse con un Microseparómetro, pero es una prueba más costosa y que requiere más tiempo.

Conclusión: el Microseparómetro demuestra ser el instrumento más confiable para evaluar la capacidad de una muestra de combustible que elimine el agua mediante un filtro separador. Actualmente está en marcha un programa para mejorar la repetibilidad, y seguiremos revisando este GamGram para reflejar los resultados de esa investigación cuando se haya completado.

GamGram 28: Índice de Separación de Agua (WSIM), Microseparometro (MSEP), y SWIFT KIT2025-01-06T19:46:46+00:00

GamGram 27: Carcasas Secadores del Sal

Hace cien años, se compraban medicamentos patentados cuyos vendedores decían curaban todo, desde un dolor de pies hasta la ceguera. Las personas se desesperaban por encontrar una cura. Cada vez con mayor frecuencia ante un problema en el combustible para la aviación, escuchamos reclamos desesperados: “Tal vez deberíamos considerar una Torre de sal” (como suelen nombrarlo en el argot popular). De alguna manera, se ha desarrollado (principalmente en EE. UU.) la idea de que la sal, puede hacerlo todo, incluso, eliminar la suciedad, el agua, los tensioactivos y los microorganismos.

Entonces sería útil abordar este tema, e identificar con exactitud lo que este equipo puede hacer. Ante todo lo primero que debemos aclarar es respecto al nombre no es una “Torre de sal” su nombre correcto es Secador de sal, (suelen ser grandes y altos, como una torre). Este equipo “seca” y lo hace disolviendo sal en el agua contenida en el combustible para hacer la salmuera. Todos sabemos que la salmuera es más pesada que el agua ordinaria: y se sedimenta más rápido que ella. Todo lo que se necesita es poner sal de roca en un recipiente y bombear combustible a través de ella es un proceso que ha sido utilizado por las refinerías durante décadas.

La sal en sí misma no elimina la suciedad ni los tensioactivos y microorganismos. Sin embargo, un sistema sin agua no desarrolla microrganismos. Lo interesante es que no solo elimina mucho más que el agua libre contenida en el combustible sino que también elimina el agua disuelta en el mismo. Esta capacidad es la que hace que el proceso sea atractivo para muchas personas.

Suponga que tiene una situación en la que el combustible para aviones se transporta por barco, barcaza o tubería. El agua siempre estará presente en este tipo de transporte pero además, si ese combustible también contiene tensioactivos y tiene una calificación MSEP baja (anteriormente llamada WSIM), el procedimiento convencional para eliminarlos es tratar el combustible con la arcilla, pero, el exceso de agua degrada la arcilla por lo que se acorta su vida útil. Sabemos que los tensioactivos no son grandes problemas ya que se queman en un motor de turbina pero si no los eliminamos, los filtros separadores se desarman y no sacan agua (es un problema para la aeronave). Entonces es como dar vueltas en círculo: no se resuelve el problema.

Aquellas personas promotoras de las carcasas secadores de sal utilizan el siguiente razonamiento:

  • Secan el combustible muy por debajo de la saturación en los tanques de almacenamiento del aeropuerto.
  • Evite que el combustible en el proceso posterior tenga contacto con el agua, pero en caso de que algo de agua se contamine el sistema, porque al estar tan seco el combustible el agua se disuelve en él.
  • No se preocupe si se desarman los elementos coalescentes con la presencia de surfactantes en el tramo operacional, desde los tanques de almacenamiento hasta las aeronaves, porque no habrá agua que eliminar.

El temor en la mente de muchas personas es que haya un remanente de salmuera que termine en influir en una corrosión catastrófica de las aeronaves. Algunos aviones sufrieron severa corrosión por sal hace varios años, mas no está claro si fue un remanente del secador de sal o simplemente contaminación del agua de mar. El diseño inteligente de los secadores, un mantenimiento cuidadoso y la operación en forma continua seguramente podrían ofrecer una completa seguridad. La práctica de mantenimiento correctivo “tomar acción solo si algo sale mal”, utilizada en algunos aeropuertos hoy en día, es absolutamente imposible con un secador de sal; lo que se debe hacer es el mantenimiento preventivo y predictivo ya que es proceso químico y debe ser operado como tal en todo momento.

¿Has decidido que necesita un secador de sal? ¿Te has convencido de que en el diseño de tu sistema los ingenieros “pensaron en todo” para evitar el arrastre de sal? ¿También has decidido que tus habilidades de gestión y dirección de operaciones garantiza que el equipo siempre opere “según el librito” (reglas)?

Si su respuesta es “sí” a las tres preguntas anteriores, tal vez debe examinar la premisa básica: ¿ha logrado un combustible extremadamente seco tendrá suficiente margen de reabsorción de agua en su combustible como para no preocuparse en caso de que la presencia de surfactantes desarme los filtros separadores corriente abajo? ¿Cuánta capacidad de redisolución tiene?

El combustible para aviones puede contener aproximadamente 70 ppm de agua disuelta a temperaturas promedio. Si lo deshidrata hasta un índice de 20 ppm, puede afrontar un contacto con agua en una 50 ppm y no encontrará agua libre en sus instalaciones hasta tanto esa porción no sea rebasada. Ejemplo: tome un galón estadounidense de 5000 lote de combustible para aviones y calcule la cantidad de agua de la que estamos hablando:

(5000 gal. x 50) ÷ 1,000,000 = 0.25 gal.

Esto significa que un litro de agua es su factor de seguridad. En otras palabras, si accidentalmente entra agua en un lote de 5000 galones de combustible, un cuarto se disolverá y el resto será agua libre que los filtros separadores deben remover del combustible para así proteger la aeronave ¿Cree que este factor de seguridad es lo suficientemente conveniente? no creemos que lo sea porque nuestra la experiencia demuestra los incidentes que han ocurrido son provocados por las grandes cantidades de agua. Nunca hemos oído hablar de un incidente real en un avión a reacción comercial causado por un litro de agua encontrado en 5000 galones de combustible. Un “incidente” suele ser debido a 20, 60 o 130 galones.

¿Pueden todos los aeropuertos utilizar secadores de sal? ¡Absolutamente no! El costo de este tratamiento es prohibitivo para los pequeños, e incluso, para los medianos aeropuertos No es solo el costo de la inversión, sino también es el costo de preparar y mantener al personal calificado para monitorear el equipo.

Conclusión: creemos que los secadores de sal pueden cumplir el propósito muy útil de proteger las carcasas de arcilla y servir para eliminar toda el agua antes realizar el tratamiento que elimina los tensioactivos. La vida efectiva de la arcilla se puede extender mucho cuando no hay agua presente. Entonces no estamos de acuerdo en que los tensioactivos deban permanecer en el combustible. El filtro separador debe estar siempre en perfecto estado para tener toda la capacidad de eliminar agua en caso de emergencia. Los coalescedores contaminados con surfactantes no protegen a las aeronaves del agua.

GamGram 27: Carcasas Secadores del Sal2025-01-02T14:34:00+00:00

GamGram 26: Una Mirada a la Caída de Presión, Corregido y no Corregido

Una cosa es cierta en este universo: no existe una máquina de movimiento perpetuo. En el mundo real, nada funciona sin gastar energía.

Tal regla se aplica en los sistemas de combustible: para que el combustible fluya, se necesita energía inicial para empujarlo por medio de cualquier válvula, medidor, filtro o la tubería y este paso resulta en una caída en la presión.

Un elemento filtrante limpio colocado dentro de una carcasa tendrá muchos pasajes disponibles a través de los cuales transita el combustible. Esta es la razón por la que los filtros nuevos muestran una caída de presión baja en su manómetro diferencial Gammon (u otro dispositivo para medir la presión diferencial), y la explicación es que se necesita muy poca energía para empujar el combustible a través de ellos.

A medidas que un filtro retiene la suciedad o un monitor elimina las partículas y el agua (los monitores atrapan el agua absorbiéndola y convirtiéndola en gel), algunos de los conductos del material filtrante se Obstruyen (atascarán) porque se debe usar más energía que impulse el combustible a través de los conductos libres restantes. Si la mitad de los agujeros están taponeados, el combustible se moverá a través de los agujeros restantes al doble de la velocidad inicial. Esta pérdida de energía que se origina al medirla la llamamos caída de presión.

Los filtros separadores presentan una complejidad. La suciedad retenida provoca en ellos la caída de presión de la misma forma que en cualquier otro elemento filtrante, pero en cambio, el agua no obstruye los poros a diferencia de cómo lo hace en los monitores el. Un elemento coalescedor solo colecta y aglutina las pequeñas gotas de agua aumentando sus tamaños convirtiéndolas más pesadas, y si no hay agua presente, la caída de presión es baja. Pero si hay gran cantidad de agua, la caída de presión aumenta, momentáneamente, pero si el combustible vuelve a secarse, la caída de presión decrece La diferencia no es muy grande, pero se puede observar en el manómetro medidor del DP.

Por otro lado, está la carcasa “para el tratamiento con arcilla”, a menudo mal llamada “filtro de arcilla”. Generalmente se ubican en los oleoductos de las terminales y en las instalaciones al realizar la descarga de barcos, aunque se puede encontrar también en aeropuertos. En realidad, no son filtros en lo absoluto; la “arcilla activada” (como el carbón activado) está diseñada para eliminar la contaminación del combustible con surfactantes químicos, no la suciedad ni el agua. El aumento de la caída de presión ocurre solo si hay muchas partículas de gran tamaño o grandes cantidades de agua, lo cual bloquea el flujo del combustible a través de la arcilla.

CAÍDA DE PRESIÓN = PRESIÓN DIFERENCIAL = DP

Entonces, usted no obtendrá un aumento en la caída de presión (presión diferencial o DP) entre la entrada de un recipiente y la salida sin que algo no esté mal o exista contaminación en el combustible ¿Cierto?

Mas no todo es así. La velocidad del fluido es importante pues con un flujo cero, no hay caída de presión, incluso si los filtros están prácticamente obstruidos. Al aumentar la tasa de flujo, aumenta el DP, por lo que un aumento o disminución en el DP varía simplemente al cambiar el caudal en dependencia si este es mayor o menor. Por ejemplo: Algunas aeronaves admiten un caudal máximo de 850 GPM (3200 LPM) al comienzo del suministro debido a que los tanques de combustible están vacíos, pero a medidas que l se llenan aumenta la resistencia y el caudal puede disminuir a solo 150 GPM/560 LPM pues los últimos tanques en llenarse son los más pequeños. Lo mismo sucede al llenar un tanque de almacenamiento vertical aéreo, el caudal vario hasta en un 50 % o más a medida que se llena el tanque pues la columna líquida aumenta la presión en resistencia al fluido.

Si entendemos la explicación anterior podemos afirmar su sistema opera a su máxima capacidad de flujo, no se necesita una corrección en la lectura directa del diferencial de presión. Pero si su sistema fluye con una tasa de flujo por debajo del 100 % del caudal de diseño, usted necesita definitivamente corregir el DP indicado, hasta lo que corresponde si el caudal hubiera estado al 100 %. Entonces con esos datos se elabora un gráfico y se observa la tendencia de este diferencial de presión. Cuando decimos al 100 % no hablamos del flujo nominal de ningún componente, sino del flujo máximo real que puede lograr el sistema.

Para corregir manualmente el DP, existen gráficos o programas de hojas de cálculo y dispositivos electrónicos que lo hacen de forma automática.

Significado y Evaluación de Presión Diferencial

Existe diferentes puntos de vista sobre el monitoreo del DP. Una vez corregida la presión diferencia si se arroja un incremento de la misma puede significar diferentes cosas según el lugar y momento. En cualquier punto del sistema que este colocada la carcasa se ha de esperar un aumento paulatino del DP pero un aumento repentino indica un problema serio, dependiendo de su experiencia en en relación al lugar donde está colocada. La caída repentina del DP siempre es grave, pues significa que uno o más elementos filtrantes se han suelto (aflojado) o presenta fallos por fatiga o rompimiento.

Algunas personas observan el DP para detectar si hay cambios repentinos de contaminación. Otros para programar el próximo cambio de elemento, o para asegurarse de que el sistema está cerrado y los elementos han sido cambiados antes de que el DP se torne demasiado alto y pueda dañar los cartuchos filtrantes permitiendo que la suciedad pase aguas debajo de la carcasa.

Ofrecemos cuatro alternativas:

  1. Simplemente coloque un interruptor de apagado conectado a un conmutador en el manómetro Gammon (u otro control de presión diferencial) y detenga el flujo si el DP es demasiado alto.
  2. Agregue un interruptor con un conmutador de baja presión para determinar si el DP es demasiado bajo, lo que indica un elemento suelto.
  3. Agregue un equipo de control para el monitoreo de la presión diferencial que corrija automáticamente el DP, el cual mantiene un registro del comportamiento del mismo. Estos accesorios tienen un sistema de alarmas y apagado para alto nivel del DP. Siguen las tendencias y detectan una disminución en DP corregido que podría significar que un elemento se ha soltado o perforado.
  4. Podemos hacer el cálculo manual del DP corregido, con una hoja de cálculo o un gráfico diseñando para ello, pero la debilidad de este método es que no tiene apagado automático en el caso si el DP sube o baja repentinamente.

Las JIG o ATA-103 ya no permiten que la alternativa #4 sean utilizados con los elementos monitores en los equipos de repostaje.

Existen argumentos que preferimos no comentar en lo referente a cuál es la mejor solución. Nosotros fabricamos un trasmisor que le da la posibilidad al manómetro Gammon de dar una señal salida que se pueda conectar a un controlador corrector de DP y también tenemos disponibles interruptores que pueden ser adicionados a los propios manómetros Gammon indicando un DP alto o bajo y un control de apagado por alta diferencia de presión.

En camiones de reabastecimiento de combustible y en otros tipos de carcasas filtrantes, es más complicado el control del DP. En carros de repostaje con filtros monitores que tienen control de presión utilizando la derivación de flujo de combustible es muy difícil controlarlo ya que la velocidad del flujo puede ser mayor de lo que indica el metro contador. Existen otros equipos (son menos comunes) que tienen carcasa de tres etapas pues el separador tiene una etapa con elementos monitores ya sea dentro de la misma carcasa (dentro de los elementos) separadores o en una carcasa por separado.

Con referencia a los filtros de las terminales y plantas o almacenes de combustible el análisis depende de la experiencia. Si nunca se observa un DP alto y la tasa de flujo no varía, simplemente con mantener los registros y graficar el DP puede ser suficiente. Sin embargo, cualquier aumento repentino podría significar mucho más que un poco de suciedad, puede ser una mezcla con otros combustibles, como el Diésel, donde la mezcla es más un problema más complejo que la suciedad.

En el caso de las carcasas con tratamiento de arcilla, si tienen DP alto lo que significa es que tienes dificultad en tu sistema con la cantidad de agua o gran cantidad de partículas de gran tamaño lo que pudiera ser un problema más grave de lo que piensas debido al combustible puede mezclarse. Un DP bajo no significa que la arcilla esté funcionando.

CONCLUSIÓN: En cualquier tipo de carcasa, una disminución en el DP corregido puede ser un problema tan serio como con un alto DP corregido, ya que significa que es muy probable que esté bombeando combustible sin filtrar aguas abajo de la carcasa.

GamGram 26: Una Mirada a la Caída de Presión, Corregido y no Corregido2024-12-31T17:29:56+00:00

GamGram 25: Ensayo y Clasificación de la Membrana Filtrante para Determinar el Grado de Contaminación con Partículas

Este GamGram se publicó al inicio con el número 13, pero su posición se ha cambiado ahora será el número 25 porque se han hecho varias revisiones a lo largo de los años lo han convertido en una discusión interpretativa de La técnica de calificación de color. Sería bueno releer la versión de 1996 del No. 13 antes de leer este artículo. Primero, repasemos los métodos:

  1. Método de clasificación del color – método de campo que usa la presión del sistema para forzar el paso de un volumen determinado de combustible a través de una membrana de prueba. Luego se califica el color de la membrana, cuando esta se halla seco, teniendo como guía el folleto de colores ASTM. “0” es hermoso; pero 10 es horrible. (Utilice el método ASTM D2276 Apéndice X1).
  2. Método gravimétrico con membranas pre pesadas – Dos membranas combinadas y pre pesadas de fábrica se colocan juntas, una encima de la otra y en el campo con la ayuda de la presión del sistema se hace pasar a través de ellas un volumen determinado de combustible. Luego, el laboratorio pesa cada membrana, y se resta el peso de la inferior a la superior y esto arroja la cantidad de suciedad recolectada en la membrana superior. Este método tiene la ventaja de evitar el pesaje previo, la codificación y el mantenimiento de registros antes de realizar el ensayo. (Use el Método ASTM D-2276).

Ambos métodos tienen una ventaja sobre el ensayo que se realiza en el laboratorio a una muestra que se colecta en una lata o frasco de vidrio, la ventaja a la cual nos referimos es que en los dos primeros métodos se realiza el ensayo directamente del sistema eliminado los posibles errores causado por el trasvase del combustible a los contenedores los cuales pueden estar contaminados o sucios. Si no convine usar los métodos anteriores, su último recurso es el Método ASTM D5452, que describe cómo colectar correctamente las muestras en contenedores adecuados y realizar pruebas gravimétricas en el laboratorio. Este procedimiento, revisado recientemente, recomienda que la muestra se tome de una tubería que fluye y que se utilice la técnica de peso de dos membranas pre pesadas.

Un argumento en contra del método de clasificación por color es que el color del combustible en sí puede influir en los resultados del ensayo al teñir la membrana, llevándole a pensar que el combustible está sucio.

Hemos oído hablar de combustible para aviones fabricado con petróleo crudo de North Slope que es capaz de teñir la membrana con una clasificación B6 sin embargo la diferencia de peso es “0”.

Es obvio que se necesita una prueba que dice si la clasificación del color tomado por la membrana se debe a la contaminación por partículas del combustible o pero el color propio del combustible. Una manera fácil es mirar la parte posterior de la membrana y compararla con el color del reverso, si hay diferencia de color entre ambas caras entonces hay suciedad contenida en el combustible depositada en la membrana. Nos asombra saber que aunque es una técnica antigua y simple no ha sido utilizada excepto por unas pocas personas.

El refinamiento de este procedimiento consiste en colocar dos membranas (una encima de la otra) en el monitor de plástico y luego comparar los colores de la parte superior de ambas. Nos gusta mucho más este método, no solo porque en el primero se puede alterar la suciedad acumulada en la parte superior cuando le das la vuelta en una tabla de colores, porque el color en la parte superior puede verse en la parte inferior de la membrana.

Nota: No use membranas pre pesadas con peso equivalente para esta prueba porque cuestan cuatro veces más que las membranas estándar.

Si aceptamos la lógica de las técnicas anteriores el gran problema ahora es decidir qué números de diferencia se aceptan entre la membrana superior e inferior Es aceptable una diferencia de muchos números en la calificación entre la membrana superior y la inferior. Según sabemos, ningún laboratorio ha publicado resultado alguno sobre ninguna investigación al respecto, pero seguramente alguien realizara esta investigación.

Uno de nuestros clientes integrante de una compañía petrolera tiene el siguiente procedimiento para garantizar una buena entrega de combustible a la aeronave:

Utiliza el Método ASTM D-2276 como método de prueba, recolectando 10 litros:

    1. Si al realizar la prueba de la membrana se muestra una lectura en la clasificación del color igual a 3 o superior (clasificación en húmedo), realice una segunda prueba con dos membranas.
    2. Si la diferencia de color entre ambas membranas es de más de 2 números, no use el combustible hasta que se haya realizado una prueba gravimétrica.
    3. Si la membrana superior tiene una clasificación de color de 6 o más oscura, independientemente de clasificación del color de la segunda membrana de inmediato detenga la entrega de ese combustible y realice una prueba gravimétrica para determinar si se puede usar.

En nuestra opinión modificaríamos este procedimiento clasificando las membranas cuando estén secas y especificando que un sistema gravimétrico realizará la prueba si la diferencia de color entre ambas es tan grande como dos números. De esta manera, aprenderá a descifrar el significado del peso en una diferencia de color de dos números para ese combustible. Una vez que sepa esto, y correlacione con diferencia de color, creemos que el plan anterior puede usarse con confianza.

No olvide que la técnica de calificación de color cumple es la vía para detectar un cambio en su sistema y esta es la respuesta del porqué las pruebas se hacen con un programa regular, en horario determinado y sin ninguna variación en el procedimiento. No describimos aquí un procedimiento paso a paso porque puede obtenerlo fácilmente de otras fuentes (folleto de instrucciones MiniMonitor). Sin embargo, hay algunos puntos especiales que nos inquietan:

  1. Sobre el Punto de Muestreo — (ver el Gamgram No. 6 y el Boletín No. 3). ¿Por qué algunas personas esperan obtener resultados exactos utilizando una conexión para muestreo que genera herrumbre y desechos? ¡No se ría! Este es uno de los peores problemas. A menudo encontramos válvulas de compuerta mohosas con empaques de grafito en el vástago en una conexión para muestreo donde todos los demás componentes son de acero inoxidable.
  2. La Técnica
    • No sobre apriete el porta monitor metálico. No hay necesidad de aplicar mucha fuerza pues las juntas tóricas (O-rings) hacen el trabajo de estanqueidad (sellaje). Si tiene fugas, ordene los O-rings nuevos. Al apretar fuerte puede hacer que se rompa la membrana en el borde por donde se sujeta en el interior de la capsula.
    • Nunca cambie de posición una válvula o arranque y pare la bomba mientras se efectúa la prueba. Si necesita hacer cualquiera de esas acciones, primero interrumpa el flujo a través de la membrana con la válvula selectora de la función lavar o ensayo (Flush/Test); después que se restablezca el flujo en el sistema, continúe la prueba abriendo la válvula Flush/Test (Lavar/Prueba).
    • Nunca gire con rapidez la válvula de lavado (flushing), ¿Cuántas veces ha encontrado una membrana rota? Creemos que esto es causado por iniciar rápidamente el ciclo de lavado en un sistema con alta presión. El combustible no pasa por la membrana, la deriva (bypass), pero puede entrar al monitor de plástico por la salida del mismo comprimiendo el aire atrapado en él. Una membrana resiste muy poco y falla ante este ligero flujo inverso. Por eso gire lentamente la válvula para lavado (flushing).
    • Otra causa de membranas rotas es la jeringa de doble acción que uno de nuestros competidores suministra con su kit de prueba. A veces la válvula de comprobación interna se atora, permitiendo forzar al combustible en flujo inverso a través de la membrana al empujar la manija hacia adentro. Para evitarlo, quite el monitor de plástico antes de empujar la manija.

GamGram 25: Ensayo y Clasificación de la Membrana Filtrante para Determinar el Grado de Contaminación con Partículas2025-01-02T14:20:11+00:00

GamGram 24: Válvula Slug y el Control de Flujo

Todavía oímos argumentos y dudas acerca de las válvulas slug operadas con diafragma. ¿Se deben instalar de manera que el flujo llegue por arriba o por abajo del asiento? ¿Deben colocarse corriente arriba o corriente abajo del filtro separador? ¿Existe algún arreglo más seguro que otro en caso de que falle el diafragma? ¿Puede una válvula slug operar además como válvula de no retorno (cheque)?

Los filtros separadores casi siempre se suministran con tres accesorios para lograr el drenaje automático del agua y el apagado automático en caso de una condición de alto nivel de agua (slug). (Consulte GamGram 10, GamGram 11 y GamGram 12). Los tres componentes son los siguientes:

  • Accesorio de control con flotante como sensor del nivel de agua.
  • Válvula de hidráulica de membrana en la descarga (válvula “Slug”).
  • Válvula automática para drenaje de agua.

Si no hay agua en el pocillo colector del filtro separador el flotador del control permanece abajo. Si se colecta agua está llena el sumidero y el flotador sube a la par de su nivel superior y al llegar a una posición media activa la válvula para drenar el agua la cual se abre automáticamente y se mantiene en ese estado hasta tanto el agua haya desaparecido del pocillo del filtro. Si el agua contenida en el sumidero no se drena lo suficientemente rápido y el nivel sigue subiendo como ocurriría en el caso de que ingrese a la carcasa un bolsón repentino de agua (“golpe” de agua), el flotante sigue subiendo y llega a su posición más alta y hace que la válvula slug colocada en la línea cierre y detenga el flujo de combustible hasta que baje el nivel del agua.

Al comprobar la controversia en las preguntas del primer párrafo, estamos “metiéndonos el guante hasta adentro” con unos cuantos postulados de hechos reales:

Si falla el diafragma de la válvula principal (slug):

  1. Cuando la bola del flotador está en posición hacia abajo o en la posición intermedia y el flujo en la válvula es ascendente (entra desde abajo del asiento), la válvula permite flujo continuo hasta cierto punto.
  2. Cuando la bola del flotador está hacia arriba en la posición superior y el flujo desciende a través del asiento, la válvula de cierre se cierra herméticamente sin fugas aguas abajo.
  3. Cuando la bola del flotador está hacia abajo y el flujo es ascendente (por arriba del asiento), la válvula de cierre permite un flujo sustancial.
  4. Cuando la bola del flotador está hacia arriba y el flujo es hacia arriba a través del asiento, la válvula de cierre permite que el flujo en cierto continúe

La cantidad de flujo de combustible que habrá en los casos 1, 3 o 4 depende del tamaño de la ruptura en el diafragma. Una ruptura muy pequeña puede traer como resultado una apertura de la válvula bastante grande.

Obviamente, la situación más peligrosa es la 4. No se requiere gran esfuerzo mental para concluir que deseamos cero flujos en una situación de un “golpe de agua”. Por lo tanto, es deseable el arreglo mostrado en el GamGram No.12.

¿Sabe cómo averiguar si el combustible en su válvula principal de cierre está fluyendo ascendente (hacia arriba) o descendente (hacia abajo) a través del asiento? Observe la línea de 3 patas fundidas en el cuerpo de la válvula. Representa la pared de la fuente como se muestra a continuación:

Las cuatro afirmaciones anteriores son verdaderas independientemente de si la válvula de cierre está ubicada corriente arriba (antes) o corriente abajo (después) del filtro separador. También se aplican a todas las marcas de válvulas de diafragma que se encuentran normalmente en sistemas de combustible de aviación: ClaVal, Baker, Oil Capital, AO Smith y Harwood.

Ninguna marca de válvula de membrana (slug) estándar funciona como válvula de retención, ya sea corriente arriba o corriente abajo de un filtro separador, a no ser que opere en una dirección o en la otra, o a menos que se le coloque un circuito con un piloto especialmente diseñado para agregar esta función. Hay kits disponibles que hacen que cualquier válvula de cierre funcione como una excelente válvula de retención.

Actualmente algunas instalaciones se reemplazan al flotador mecánico de control de nivel en el colector del filtro separador con un sensor eléctrico que mide conductividad de líquido. Entonces, la función de la válvula slug se controla usando una válvula solenoide en el circuito del piloto. Todos los cuatros afirmaciones relativas a la ruptura del diafragma también permanecen válidas para este tipo de instalación.

Otra fallas relatives al diafragma:

Algunas marcas de válvulas abren cuando la presión del piloto se dirige a la parte superior del diafragma. Otras abren cuando se ventea (libera) la presión del piloto. (Ver el GamGram 10 para conocer acerca del tipo que posee.)

  • Válvulas para drenaje automático:
    1. Al suponer que la presión del piloto abre la válvula, el flujo de la línea del piloto se venteará en vez de efectuar la apertura.
    2. Si supuestamente la válvula abre cuando se ventea la presión del piloto, permanecerá cerrada pero el agua se venteará a través de las líneas del piloto.
  • Piloto de tres vías en válvula slug:
    1. Si se supone que la presión del piloto abre la válvula de cierre, permanece cerrada. Fuga a través del diafragma irá aguas abajo.
    2. Al suponer que la válvula de cierre se abre cuando se ventila la presión del piloto, permanecerá cerrada y se ventilarán las fugas a través del diafragma.

Como resultado de este GamGram, muchos de nuestros lectores invertirán la dirección del flujo en sus válvulas slugs. Antes de empezar tal proyecto, asegúrese de entender exactamente cómo se deben redirigir las líneas censoras de los pilotos. Para una asistencia técnica contacte con el fabricante de la válvula o con uno de nuestros representantes.

GamGram 24: Válvula Slug y el Control de Flujo2024-12-27T14:40:47+00:00
Go to Top