¿Cómo determinar si un sensor de viscosidad funciona bien?

Los viscosímetros automáticos se han utilizado para la determinación de la viscosidad cinemática en cumplimiento con la norma ASTM D445 en la industria del petróleo durante más de 40 años. Imitan las condiciones físicas, operaciones o procesos del aparato manual y deben cumplir con la precisión especificada por el método. En la actualidad, el sensor de viscosidad es uno de los viscosímetros automáticos con mayor presencia en la industria.

En el caso de los sensores de viscosidad de alta presión, cuya clasificación es de hasta 30.000 psi, estos se utilizan en diversas aplicaciones como la investigación de propiedades PVT de aceites, métodos de recuperación mejorada de petróleo, análisis de núcleos e investigación de fluidos supercríticos. Las medidas realizadas con tales dispositivos también se correlacionan con la norma ASTM D7483, además de la norma ASTM D445.

Para la medición, el fluido fluye a través de un puerto de alta presión de 1/4 de pulgada en el cual el fluido se puede medir en condiciones de bajo flujo o estáticas. Entonces se mide la viscosidad, la temperatura y la viscosidad compensada por temperatura, mientras que los datos se obtienen a través de una señal RS-232, RS-485 o 4-20 mA. El sensor de viscosidad se instala en un sistema de alta presión de tipo bomba, con ambos extremos acoplados.

Importancia de la medida de la viscosidad

La viscosidad es una medida de la resistencia al flujo de un fluido. Además de ser una de las propiedades más importantes de un fluido, desempeña un papel básico en la industria del petróleo, pues pequeños cambios en la viscosidad pueden tener un impacto dramático en las propiedades de los fluidos derivados del petróleo. La viscosidad del crudo afecta su bombeo desde el suelo; la del combustible, influye en su atomización en el inyector de combustible; la viscosidad del lubricante perturba su capacidad para proteger un motor.

Aunque parezca muy simple, lograr la alta precisión requerida por la industria en un sensor de viscosidad es una tarea de dimensiones colosales, pues hay muchos factores que afectan la precisión de este método de prueba. En términos económicos, un error de 1% en la viscosidad del producto que permite el ajuste de cierta mezcla puede traducirse muy fácilmente en un aumento de su costo de un centavo por galón. Si se trata de un gran fabricante de lubricantes, esto puede ascender a $ 1.000.000 en ingresos perdidos por año.

Control de calidad de la medición

La tecnología de viscosidad líder en la industria se basa en un concepto electromagnético simple y confiable. Dos bobinas mueven el pistón de un lado a otro magnéticamente a una fuerza constante. Los circuitos patentados analizan el tiempo de desplazamiento bidireccional de los pistones para medir la viscosidad absoluta. Un detector de temperatura incorporado detecta la temperatura de la cámara de muestreo.

En general, se debe usar una muestra de control de calidad de manera rutinaria para monitorear el sistema de medición del sensor de viscosidad y verificar que los resultados estén dentro de la precisión del método. Cualquier muestra que sea similar en composición a las muestras típicamente analizadas puede ser utilizada. Sin embargo, mayores detalles sobre el uso de un sistema de control de calidad se pueden obtener a partir de la consulta de la norma ASTM D6299, relacionada con el rendimiento del sistema de medición analítica.

Los programas de verificación cruzada entre laboratorios de ASTM también brindan a los participantes una herramienta estadística de garantía de calidad que les permite comparar su desempeño en el uso de los métodos de ASTM con otros laboratorios en todo el mundo, pues se incluye en la mayoría de los programas la medición de la viscosidad en cumplimiento con las normas ASTM D7483 y D445.

PAC L.P. (20 de Enero de 2020). Viscosity Sensors. Obtenido de PAC: http://www.paclp.com/lab-instruments/application/oils/product/65/viscosity-sensors

Webster, J. G., & Eren, H. (2016). Measurement, instrumentation, and sensors handbook: spatial, mechanical, thermal, and radiation measurement. CRC press.

Lane, J. L. & Henderson, K. O. (2004). Viscosity Measurement – So Easy, Yet So Difficult (ASTM International) Recuperado el 20 de Enero de 2020, de https://www.astm.org/SNEWS/JUNE_2004/lanhen_jun04.html