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¿Cuál es la concentración ideal para mi Recuperador de Helio?

Cuando no se tiene recuperador, estamos acostumbrados a que los cilindros de helio suministran helio a una concentración del 100% (¡que incluso esto es incierto! ya que la concentración del helio industrial es del 99.99%, pero podemos decir que técnicamente es del 100%) por lo tanto cuando evaluamos la compra de un recuperador queremos que el recuperador también nos entregue una concentración del 100% para evitar tener que modificar parámetros de prueba, principalmente el criterio de aceptación de tasa de fuga. (Ya que a menor concentración menor sensibilidad).

Sin embargo, pedirle a un recuperador una concentración de salida del 100% representaría un consumo de helio mayor al que se tiene sin recuperador debido a los efectos naturales de dilución y no tendría sentido implementar un recuperador.

En otros artículos hemos hablado mucho sobre dilución de la concentración y % de recuperación. Si no lo has leído te recomendamos empezar por ahí para entender mejor lo que vamos a decir en este artículo.

La concentración ideal de un recuperador tradicional NO depende del recuperador o su capacidad, si no de las presiones a las cuales opera el equipo de detección de fugas. Las 3 presiones importantes so la pre-evacuación (presión previa a la prueba de fugas), presión de prueba y presión de recuperación.

La combinación de estas tres presiones determina la concentración ideal para configurar el equipo. A continuación explicamos con un ejemplo.

EJEMPLO:

Tanque de gasolina de 65Lts que se prueba a una presión de 150mbarA, la presión de pre-evacuación es de 6mbarA y la presión de recuperación es de 20mbarA.

Empezamos determinando el factor de dilución y % de concentración.

  • Factor de dilución: (150-6) /150) = 96%. Esto quiere decir que después de cada ciclo de recuperación la concentración se diluye un 96%.

  • % de Concentración con factor de dilución (96% x 96%) =92%

Ahora determinamos la cantidad de gas que no recuperamos:

  • Gas no recuperado = Volumen del producto x presión de recuperación = (65L x 20mbar) = 1,300L*mbar

La concentración ideal, por lo tanto, es la resultante de agregar la cantidad de gas que se quedó en el producto (1,300L*mbar) tomando en cuenta el factor de recuperación (96%), así como la concentración con el factor de dilución ya aplicado (92%).

Nosotros hemos desarrollado un modelo matemático para estimar dicha con concentración, la cual ponemos a su disposición para evaluar sus proyectos de recuperación.

Veamos la simulación del caso anterior:

Como podemos ver en la gráfica. La concentración ideal de recuperación sería del 77.6% si aumentamos UNICAMENTE la cantidad de gas que se quedó dentro del producto (que en este ejemplo fueron 1,300L*mbar) Con esta concentración el rendimiento del recuperador (los ahorros) serían del 85%.

¿Qué pasa si queremos aumentar la concentración de helio?

Supongamos que queremos aumentar la concentración a un 85%. Para lograr esto, el recuperador necesitará agregar más helio al 100%, sin embargo, esto excedería los 1,300L*mbar que se necesitan para mantener balanceado el sistema y el recuperador tendría que deshacerse de gas para hacer espacio. Al deshacerse del gas estaríamos deshaciéndonos del helio recuperador a baja concentración.

La siguiente gráfica muestra el producto a la concentración del 85%

 

Sin embargo, nuestro rendimiento se vio afectado y bajo al 65%.

conclusiones

Los sistemas de recuperación tradicionales tienen la capacidad de entregar a la salida la concentración que les pidas, simplemente agregaran helio puro hasta alcanzar la concentración deseada, pero no sin sacrificar su rendimiento y por lo tanto tus ahorros. El problema es que las prácticas comunes en la industria son que los recuperadores se configuran en base a la concentración de salida deseada y no se hace un análisis verdadero de los equipos de detección de fugas sobre los que se va a recuperar. En este ejemplo solo tomamos en cuenta una sola máquina, al integrar más máquinas y más gama de productos con diferentes volúmenes los análisis se vuelven más complejos.

En la práctica, los recuperadores tradicionales no tienen la capacidad de suministrar helio de forma tan precisa, es decir, no puedes pedirle 1,300L*mbar. Los ajustes son en base a temporizadores y/o presiones por lo tanto no son precisos y toman en cuenta otras ineficiencias.

Si estás leyendo esto y ya tienes un recuperador en planta sabrás que la concentración tiende a variar con el tiempo, así como el rendimiento. Esto es debido a todas las variables que se tienen que cumplir para lograr que el sistema trabaje con eficiencia.

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