ALGUNOS TÉRMINOS DE OPERACIONES UNITARIAS

ABSORCIÓN: Operación en el cual una mezcla de gases entra en contacto con un solvente (disolvente) líquido y uno o varios componentes del gas se disuelven en dicho líquido. En una columna de absorción o torre de absorción (absorbedor), el solvente entra por la parte superior de la columna, fluye hacia abajo y emerge por la parte inferior; el gas entra por la parte superior, fluye hacia arriba, hace contacto con el líquido y sale por la parte superior.

ADSORCIÓN: Operación en el cual una mezcla gaseosa o líquida entra en contacto con un sólido (el adsorbente) y un componente de la mezcla (el adsorbato) se adhiere a la superficie del sólido.

AGOTAMIENTO: Operación en el cual un líquido que contiene un gas disuelto fluye descendiendo por una columna y un gas (gas de agotamiento) asciende por la misma columna en condiciones tales que el gas disuelto sale de la solución y el gas de agotamiento lo arrastra.

CONDENSACIÓN: Operación en el cual el gas de entrada se enfría, se comprime, o ambas cosas, lo cual provoca que uno o más de los componentes del mismo se licuen. Los gases no condensados y el condensado líquido salen del condensador como corrientes separadas.

CRISTALIZACIÓN: Operación en el cual se enfría una solución líquida o se evapora un solvente hasta el punto en que se forman cristales sólidos de soluto. Los cristales del “lodo” (suspensión de sólidos en un líquido) que sale del cristalizador pueden separarse del líquido por filtración o en una centrífuga.

DESTILACIÓN: Operación en el cual una mezcla de dos o más especies se alimentan a una columna vertical que contiene un empaque o una serie de platos. Las mezclas líquidas de los componentes de la alimentación fluyen y bajan por la columna, y las mezclas de los vapores fluyen y suben por ella, ambas mezclas de enriquecen a contracorriente (los vapores con la mezclas más volátiles y los líquidos con los menos volátiles). El vapor que sale por la parte superior se condensa, una parte del condensado se saca como destilado ligero y el resto se recircula a la columna como reflujo (la corriente líquida). Parte del líquido que sale por abajo se vaporiza y el vapor de recircula a la columna como rehervido (la corriente gaseosa), y el líquido residual sale como destilado pesado. EVAPORACIÓN (vaporización): Operación en el cual se evapora un líquido puro, una mezcla de líquidos o el solvente de una solución.

EXTRACCIÓN (extracción con líquido): Operación en el cual una mezcla líquida de dos especies (el soluto y el portador de la alimentación) se pone en contacto en un mezclador con un tercer líquido (el solvente), el cual es inmiscible o casi inmiscible con el portador de la alimentación al solvente. A continuación, se permite que la mezcla combinada se divida en dos fases, las cuales se separan por gravedad en un decantador.

FILTRACIÓN: Operación en el cual se hace pasar un lodo de partículas sólidas suspendidas en un líquido a través de un medio poroso. La mayor parte del líquido atraviesa el medio (por ejemplo, un filtro) y constituye el filtrado; los sólidos y parte del líquido atrapado son retenidos por el filtro y forman la torta de filtración. La filtración también se emplea para separar sólidos o líquidos de gases.

SECADO: Operación el cual se calienta un sólido húmedo o se pone en contacto con una corriente de gas caliente, lo cual provoca que se evapore parte o todo el líquido que humedece al sólido. El vapor y el gas que se desprenden de él emergen como una corriente de salida única, mientras que el sólido y el líquido residual restantes emergen como segunda corriente de salida.

VAPORIZACIÓN ULTRARRÁPIDA: Operación en el cual una alimentación líquida a alta presión se expone de repente a una presión más baja, la cual provoca cierto grado de vaporización. El vapor que produce es rico en los componentes más volátiles de la alimentación y el líquido residual es rico en los componentes menos volátiles.

Reflexiones sobre la utilidad del ISO 9001

Sólo aquellos cuya conducta profesional se asemeja al modelo ISO 9001:2000 son capaces de que su empresa trabaje así. Porque el jefe es el jefe, y si tiene interés en que el personal trabaje de una determinada manera, o se trabaja así, o no se trabaja. Hasta el momento, amigo lector, estés o no de acuerdo con lo anterior, te preguntarás qué beneficios puede obtener una organización que se enfrente a la implementación de un Sistema de Gestión de la Calidad, su implantación, con independencia de las personas que la integren. Creo sinceramente que hay unas cuantos, que procedo a enumerar:

1.- Permite conocer una forma de gestión (unas prácticas) consensuadas por expertos de todo el mundo y reflexionar sobre la forma de trabajar.

2.- Sirve de oportunidad para obtener opiniones, críticas, e ideas de profesionales externos a la organización.

3.- Ejerce presión sobre la organización para corregir vicios y cumplir las “leyes de gestión” (que residen en la documentación del Sistema de Gestión).

Se puede advertir que los dos primeros beneficios constituyen oportunidades que la organización puede o no aprovechar, y que no todas las personas lo hacen en la misma medida, mientras que la tercera sí es un beneficio (o sufrimiento) común para todas, sobretodo si el sistema se certifica por tercera parte. En este caso los auditores de certificación actúan de profesores evaluadores, y sus auditorias son citas regulares con el examen.

El incremento del número de organizaciones certificadas con ISO 9001 se debe principalmente a obligaciones establecidas por el mercado. Son muchos los sectores donde el cliente exige a sus proveedores la certificación. Paradójicamente, es la certificación indiscriminada el principal enemigo de la imagen pública de la propia Norma. Es conocida por todos la laxitud de las entidades de certificación para otorgar certificados, no obstante “viven de eso”, es un negocio.

En mi opinión esta obligación no sirve más que para engordar un nuevo mercado, y no deviene en beneficio apreciable para los clientes que exigen la certificación, al menos no en esta generación. Sin embargo la dirección es buena, con cada nueva generación (tanto de trabajadores como empresarios) las pautas de conducta profesional normalizadas irán abriéndose camino entre las conductas generales. Quizás nuestros nietos integrarán sin esfuerzos lo que en la actualidad es algo inalcanzable para muchos.

Autor: Jorge Pereiro
(Versión resumida para este blog)

Análisis Gráfico y Estadístico del Ajuste Polinomial

¿Qué polinomio debemos escoger para ajustar datos?

Muchos profesionales y estudiantes de ingeniería, cuando quieren representar matemáticamente sus datos experimentales, después de graficarlos en Excel, optan por agregar una línea de tendencia de ajuste de un polinomio de cuarto orden o superior, pensando que mientras más términos tenga la ecuación (mayor grado del polinomio), mayor será su precisión con la que represente a los datos. Este criterio puede llevarnos a cometer errores en procesos y operaciones en las que la precisión de los datos juega un papel fundamental, o también, hacernos perder el tiempo con ecuaciones larguísimas que no justifican su robustez.

Para tener la certeza de que la ecuación seleccionada es la correcta debemos hacer uso de herramientas gráficas y estadísticas. A continuación detallamos un ejemplo de correlación de datos para explicar sobre dichas herramientas y ver cómo se emplean para seleccionar el mejor modelo.

Ajuste Polinomial de los datos de la Presión de Vapor del Benceno

Tenemos los siguientes datos:

TABLA 1

Mediante el ajuste polinomial se obtendrá la ecuación que permita calcular la presión de vapor del benceno (P) en función de la temperatura (T). Esta ecuación será de la siguiente forma:

donde “n” es el grado del polinomio y las “a” son sus coeficientes.

Con el programa de regresión polinomial del software POLYMATH obtenemos los coeficientes de las ecuaciones de primer orden hasta el quinto, vistos en la siguiente tabla:

TABLA 2: Ecuaciones de ajuste obtenidas con POLYMATH

Ahora nos toca analizar y escoger la ecuación que mejor represente a los datos de la presión de vapor del benceno.

Análisis Estadístico

a) Coeficiente de correlación (R^2)
El Coeficiente de Correlación es usado para juzgar si el modelo representa correctamente a los datos. Si su valor se aproxima a 1 entonces el modelo es correcto. Observamos en la tabla 2 que casi todos los R^2 de los polinomios se aproximan dramáticamente a 1, a excepción del de primer orden (el cual da la gráfica de una recta), por lo tanto, podemos desecharlo de nuestro proceso de selección.

b) Varianza
La varianza está definida por la siguiente ecuación:

Donde:

* V = N - (n+1), siendo “N” el número de datos y “n” el grado del polinomio.
* P(obs) son las presiones experimentales, y P(calc) son las que dan las ecuaciones.

A menor varianza, mayor será la precisión de ajuste de la ecuación. En la tabla 2 se observa que el polinomio de tercer orden es el que tiene la varianza más pequeña (0,0371448), aunque el polinomio de cuarto orden tiene un valor cercano (0,0375345). El polinomio de segundo orden por tener una varianza grande es desechado de nuestro proceso de selección.

c) Intervalos de Confianza
Cuando se analizan ecuaciones con muchos parámetros (a partir de cuarto orden), es importante considerar los intervalos de confianza de los valores de los parámetros porque representan la incertidumbre asociada a dichos valores. Por ejemplo, un parámetro de valor 4 con un intervalo de 0,3 debería ser representado como 4±0,3, es decir, su “verdadero” valor estaría en el rango de 3,7 a 4,3. Un mal ajuste entre el modelo y los datos es a menudo indicado por un intervalo de confianza que incluye al cero dentro del rango.
En la siguiente tabla tenemos los intervalos de confianza para los polinomios de grado 3 y 5:

TABLA 3: Intervalos de confianza obtenidos con POLYMATH

Se observa en la tabla que el intervalo de confianza de los coeficientes a4 (2,30E-08±1,66E-07 da un rango de -1.43E-07 a 1.89E-7) y a5 del polinomio de 5to orden incluyen al cero. Aunque por razones de espacio no está incluida en la tabla, el intervalo de confianza del coeficiente a4 del polinomio de 4to orden también incluye al cero. Sólo el polinomio de 3er orden no presenta ningún intervalo que incluya al cero, por lo tanto es el que mejor se ajusta a los datos.

CONCLUSIONES

· En este ejemplo los polinomios de 3er y 4to orden son los que más se ajustan a los datos, siendo el mejor el de grado 3 por dos características que no tiene el otro: una menor varianza, e intervalos de confianza que no incluyen el valor de cero.
· El polinomio de 5to orden a pesar de tener un índice de correlación cercano a 1 y una buena curva de ajuste, no valdría la pena gastar tiempo y esfuerzo en su utilización.

HENRY FLORES

PD: si desea recibir el artículo completo que incluye el análisis de residuales y las curvas de ajuste, pídala escribiendo al correo : henryabraham@yahoo.com

Condiciones Normales y Condiciones Estándares

En el mundo de la Ingeniería Química hay dudas con respecto a la diferencia entre condiciones normales (N.C.) y condiciones estándares (S.C.); las mismas que han sido sembradas durante años por libros de textos, catálogos y profesionales confundidos.

Todos empleamos ambas condiciones a la presión de 1 atmósfera (1,013 bar; 101,325 kPa; 14,7 psia; etc.). La confusión está en la TEMPERATURA. Muchos asignan e intercambian los siguientes valores para cada condición: 0ºC, 15ºC y 25ºC. En las siguientes líneas aclararemos la disyuntiva.

¿Qué dice la IUPAC?

La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, siglas en inglés) publicó en su página web un glosario revisado en el 2000, en la cual se definen los términos “Condiciones Normales” (Normal Conditions), “Estándar” (Standard) y “Condiciones Estándares para los gases” (Standard Conditions for Gases). Pueden leerlo en el siguiente vínculo:

http://www.iupac.org/reports/1990/6211calvert/glossary.html

He aquí la traducción al castellano:

Condiciones Normales: Es un término cualitativo que depende de la preferencia del investigador; a menudo implica la presión del ambiente y la temperatura del lugar. Es preferible que estas variables de temperatura y presión sean fijadas como valores representativos de las condiciones actuales (o rango de condiciones) empleadas en el estudio.

Estándar: Es un valor exacto o un concepto establecido por autoridad o por acuerdo, que sirve como modelo o regla en la medición de una cantidad o en el establecimiento de una práctica o procedimiento, en el análisis de la contaminación del aire, o el uso de los gases, líquidos y sólidos de referencia estándar para calibrar equipos.

Condiciones Estándares para Gases: A veces se indica con la abreviación STP. Temperatura: 273,15 K (0ºC). Presión: 10e5 pascales. La IUPAC recomienda descontinuar el uso inicial de la presión de 1 atm (equivalente a 1,01325 x 10e5 Pa) como presión estándar.

CONCLUSIÓN

Para fines prácticos no hay una diferencia significativa entre 1,01325 x 10e5 Pa y 10e5 Pa. Podemos seguir empleando la presión de 1 atm para cálculos que no requieran un rigor científico.
De acuerdo a las definiciones anteriores, podemos resumir lo siguiente:

Condiciones Estándares: 1 atm y 0ºC.

Condiciones Normales: Presión y Temperatura del lugar. Depende de las condiciones a las cuales se esté haciendo el experimento, estudio o medición; comúnmente para la presión es 1 atm, y la temperatura: 15ºC, 20ºC, 25ºC ó 27ºC.

HENRY FLORES (henryabraham@yahoo.com)