Mediciones Volumétricas y Másicas de Caudal en Cromatografía de Gases: Cómo Seleccionar

Tipos de flujo en cromatografía de gases

La cromatografía de gases necesita un control del flujo de gas para realizar análisis precisos. En la práctica se utilizan dos tipos generales de mediciones de flujo: flujo volumétrico y flujo másico.

El flujo volumétrico mide el volumen de gas que pasa a través de un sistema por unidad de tiempo. El flujo suele medirse en términos de unidades estandarizadas, como mililitros por minuto.

El caudal másico mide la cantidad de gas que pasa a través de un sistema por unidad de tiempo. Se diferencia del flujo volumétrico en que sigue siendo fiable aunque la temperatura y la presión fluctúen.

¿Qué es el caudal volumétrico?

--Medición del caudal volumétrico

Elflujo volum étrico se mide con instrumentos sencillos y prácticos en la mayoría de los laboratorios de cromatografía de gases.

Uno de los métodos habituales es el uso de medidores de burbujas, que se basan en el movimiento de una burbuja visible a través de un tubo graduado. Otro dispositivo habitual es el calibrador de flujo, diseñado para ofrecer una lectura directa del volumen y la velocidad del gas. Las limitaciones de estos métodos provienen del hecho de que los dispositivos pueden verse afectados por las propiedades del gas.

El flujo volumétrico es extremadamente propenso a las fluctuaciones de temperatura y presión. Por ejemplo, un ligero aumento de la temperatura puede ampliar el volumen de gas, mientras que un cambio de presión puede producir resultados impredecibles. Debe haber una calibración y un ajuste constantes para mantener la precisión.

--Usos típicos de la medición volumétrica de caudal

Las mediciones de caudal volumétrico se utilizan a menudo en análisis rutinarios en los que las condiciones del gas están estrechamente controladas. Los laboratorios más antiguos siguen utilizando muchos de estos instrumentos porque el método es fácil y de bajo coste. Cuando la precisión final es menos crítica, la medición volumétrica es una opción excelente.

¿Qué es el caudal másico?

--La medición del caudal másico en la práctica

Los controladores de caudal másico, o MFC, tienen sensores que miden la densidad y la velocidad del gas para determinar su masa. Controlan el caudal de gas con gran precisión incluso cuando se alteran las condiciones. En el proceso intervienen complejos algoritmos que realizan ajustes de las lecturas en tiempo real.

Las MFC son también más precisas que la mayoría de los instrumentos volumétricos. La estabilidad en una amplia gama de condiciones de funcionamiento implica menos mantenimiento y resultados más uniformes. Además, los controladores permiten automatizar los sistemas de cromatografía de gases, reduciendo los errores humanos.

--Aplicaciones típicas de la medición de caudal másico

La mayoría de los nuevos sistemas de cromatografía de gases incorporan MFC de serie. La mayoría de los laboratorios que requieren una alta precisión analítica, como los laboratorios de pruebas medioambientales o los laboratorios de investigación, utilizan controladores de flujo másico porque proporcionan un funcionamiento estable.

Volumétrico frente a másico: Diferencias clave

A la hora de elegir entre técnicas de caudal volumétrico y másico, hay que tener en cuenta una serie de factores.

- Respuesta a las condiciones ambientales

Mientras que el caudal volumétrico cambia con la temperatura y la presión, el caudal másico no. Esto es importante en aplicaciones en las que las condiciones ambientales no son estables.

- Equipos y mantenimiento

Los dispositivos volumétricos suelen ser menos complicados y más fáciles de mantener. Los controladores de caudal másico son más avanzados y requieren métodos de calibración modernos, pero ofrecen un mejor rendimiento en aplicaciones difíciles.

- Coste y complejidad

El coste es un factor importante en la mayoría de los laboratorios. Los dispositivos volumétricos son más baratos y fáciles de diseñar. Los sistemas de flujo másico son relativamente más caros, pero ofrecen la precisión que exige la investigación avanzada. La decisión de utilizar uno u otro suele venir determinada por los requisitos de cada sistema de cromatografía de gases.

Conclusión

En resumen, tanto las mediciones volumétricas como las de flujo másico poseen sus propios puntos fuertes en la cromatografía de gases. Los métodos volumétricos son una solución sencilla pero eficaz para la mayoría de los análisis rutinarios. No son complicados, pero pueden ser propensos a las variaciones ambientales. Los controladores de flujo másico son más precisos, estables y automatizables. Destacan en aplicaciones exigentes y avanzadas a pesar de su complejidad y mayor coste. Para más información técnica y asistencia, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).

Preguntas más frecuentes

F: ¿En qué consiste la medición de caudal volumétrico?

P: Es una medición del volumen de gas por unidad de tiempo y se ve influida por los cambios de temperatura y presión.

F: ¿Cuáles son las principales ventajas de los controladores de caudal másico?

P: Ofrecen alta precisión, mayor estabilidad y facilidad de automatización para los sistemas de cromatografía de gases.

F: ¿Qué medición de caudal es adecuada para el trabajo rutinario de laboratorio?

P: La medición volumétrica del caudal suele ser adecuada para el trabajo rutinario, ya que es más fácil y barata.

Referencia:

[1] Ali, Shaukat & Burnett, Daniel & Garcia, Armando & Langley, Nigel & Lan, Yidan. (2010). Surface Energy Properties of Soluplus ® by Inverse Gas Chromatography. 10.13140/2.1.2723.1048.