Restauración y automatización de la torre de pared mojada del laboratorio de operaciones unitarias.

Abstract

En este trabajo se documenta la restauración y automatización de la torre de pared mojada, ubicada en el laboratorio de operaciones unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala. La torre de pared mojada es un equipo de laboratorio utilizado para realizar prácticas de transferencia de masa. Esta consiste básicamente en la creación de una pared de algún líquido en el interior de un tubo que hace pasar un flujo de gas en el interior del mismo, lo cual crea que las dos sustancias estén en contacto haciendo que parte del líquido sea transferido al gas o viceversa. Existe un número que nos da la relación de dicha transferencia llamado coeficiente de transferencia de masa. Para determinar el coeficiente de transferencia de masa se midió la temperatura de entrada y salida del líquido, y la temperatura del bulbo seco y húmedo en la entrada y salida del gas. La diferencia de presión entre la entrada y salida de la torre también fue medida así como el flujo del gas. Un dato muy importante a tomar en cuenta para medir es la diferencia del líquido al inicio y al final de la práctica, esto se hizo midiendo la masa del mismo al inicio y al final mediante una balanza. Este dato es importante porque nos indica la cantidad exacta de líquido que fue transferido al gas. Para realizar la automatización, primero se restauró la torre porque poseía fugas, le faltaban las piezas y la instrumentación estaba dañada. Además se tenían nuevos requerimientos, como el hecho de que la estructura de soporte no podía medir más de 1 m2 de área y 4m de alto, por lo que se debió hacer un rediseño de la estructura. Con la torre restaurada, la automatización consistió en el cambio de la instrumentación de la torre por sensores electrónicos. Se cambiaron los termómetros de mercurio por RTD, las cuales nos proporcionan una señal eléctrica. El tubo de “u” para el diferencial de presión fue reemplazado por un sensor de presión diferencial por medio de membrana. Las mediciones que sufrieron un cambio más significativo fue la forma de medir el peso del líquido inicial y final, dado que en vez de mover los tambos con líquidos se colocaron balanzas fijas y para medir el flujo del gas, en lugar de ser medido con un anemómetro en la entrada de aire del ventilador, se colocó una placa de orificio en la salida del mismo y por medio de presión diferencial se obtuvo el flujo. Ello mejoró el proceso, dado que las medidas fueron de una forma directa y de esta forma se eliminó el error humano. Como resultado de todo el trabajo realizado se obtuvo una torre de pared mojada que es controlada y monitoreada por un PLC con datos visibles desde un computador. Se determinó que la torre es funcional, dado que los resultados obtenidos, en comparación con los teóricos, tienen el 88% de correlación. Esto se consideró aceptable, pero se presentaron aspectos que no permitieron un 100% de correlación, como el hecho de que el coeficiente de fricción dentro de la torre varió considerablemente respecto al teórico.