Derroche de ingenio - Contact ABB

Espectroscopia de gasesIngenio en la analíticaLas grandes ventajas de la precisiónanalíticaEs posible calcular la dispersión de‘referencia’ asociada a una incertidumbrede 0,1 PON (Pump Octane Number).No es posible reducir a cero estadispersión, pero minimizarla contribuyedecisivamente al margen global debeneficios de la refinería. Por cada100.000 barriles diarios de producciónde la planta, una pequeña mejora(precisión analítica de 0,02 a 0,05PON) del producto final significa unahorro del orden de 1,5 a 3 millonesde dólares al año [1].Argumentos claros en favorde FTIRLa tecnología FTIR es actualmente lamejor alternativa por precio, rendimiento,valor y riesgo. Dado que sebasa en la óptica, es muy flexible enlas aplicaciones con numerosos flujosy propiedades. Esta tecnología escompatible tanto con los analizadoreslocales de muestreo completamenteextractivo, como con los sistemas deanalizadores remotos, basados enfibra óptica de muestreo extractivo demúltiples celdas. Analiza numerosaspropiedades con ciclos de análisiscortos, bien ajustados a los requisitosde un optimizador APC (AdvancedProcess Control). Es una tecnologíabien establecida, pues cuenta concientos de instalaciones en todo elmundo que atestiguan su gran éxito.Históricamente, las mediciones espectroscópicaspara el control en línea deproductos finales mezclados final hantenido dificultades para desarrollar, yespecialmente mantener, modelos decalibración robustos y estables. Estalimitación ha sido superada en granmedida por los desarrollos más recientes,como la conmutación controladade un analizador a otro, que facilitael mantenimiento y la transportabilidadde las calibraciones desarrolladas.La explotación de nuevos e ingeniososprocedimientos de modeladoquimiométrico ha contribuido a minimizarla sensibilidad de las calibracionesa los cambios de las fórmulas demezclado.Mike Simpsonmike.b.simpson@gb.abb.comBibliografía[1] ABB Review Special Report Instrumentation &Analytics, May 2006, pages 54–59De las ondas a losdatosLa luz transmitida o emitida por ungas contiene abundante informaciónsobre la composición química del gasen forma de líneas espectrales. Unespectrómetro basado en la transformadade Fourier sirve para determinareste espectro. Revista ABB presentabrevemente dos de los principiosen que se basa el instrumento:el interferograma y la transformadarápida de Fourier.El físico Albert Abraham Michelsondesarrolló en la década de 1880 elinterferómetro que lleva su nombre. Enun interferómetro de Michelson 1 , laluz incidente 1a se divide en dos partespor medio de un semiespejo divisordel haz 1b . La luz reflejada recorre dosveces la distancia d1 al espejo 1c antesde volver al divisor de haz. Análogamente,la parte transmitida recorre dosveces la distancia d2 al espejo 1d . En lasalida 1e interfieren los dos rayos. Apartir de esta interferencia se obtienela información espectral.La interferenciaLa figura 2a muestra las ondas que sepropagan desde una fuente puntual.En 2b y 2c se ha añadido otra fuenteidéntica, superponiéndose los patronesde ondas. En algunos puntos, lospatrones se combinan formando ondasde hasta amplitud doble (interferenciaconstructiva). En otros puntoslas ondas se anulan, creando zonas decalma (interferencia destructiva). Adiferencia de estos ejemplos bidimensionales,la interferencia en un interferómetrose produce principalmentea lo largo de un eje dado (mostradoen rojo en 2 ).En 2b , la distancia entre las fuentes(o diferencia 2(d 1-d 2) entre las longitudesde las dos trayectorias) es unmúltiplo de la longitud de onda. Lamáxima interferencia constructiva sepresenta a lo largo del eje. En 2c seha reducido la distancia en medioperíodo, originando interferenciadestructiva. En términos más generales,la intensidad de la señal en cualquierpunto del eje varía sinusoidalmenteen función de la distancia entrelas fuentes, con una longitud de ondaidéntica a la de la señal. Esta propiedadse utiliza para determinar la longitudde onda de la señal:I 02(dI (d 1;λ) = {1+cos{2π1-d 2)}}2λDonde I 0es la amplitud del rayo incidente1a y λ su longitud de onda.Utilizando un detector a la salida delinterferómetro 1e y variando d 1esposible trazar esta función (interferograma)y determinar los valores deI 0y λ.Una señal real medida consta normalmentede una amplia gama de frecuenciassuperpuestas. El interferogramaresultante es la suma de los interferogramasde sus componentes cromáticos.12(dI(d 1) = ∫ I 0(λ) {1+cos{2π1-d 2)}}d λ2λPara separar estas señales será necesarioun proceso posterior.1 Principio del interferómetro de Michelsonc{ad 1d 2{ebdRevista ABB 3/200673