NORMAARGENTINA

292312002

Calidad ambiental – Calidad de aire

Emisiones de fuentes estacionarias

Método para la determinación de lavelocidad del gas de la chimenea oconducto de evacuación y del caudalvolumétrico (Tubo de Pitot tipo S)

Environmental Quality - Air QualityEmissions from stationary sourcesMethod for determination of Stack or evacuation ductgas velocity and volumetric flow rate (Type S Pitot Tube)

IRAM29231

Primera edición2002-02-08

Referencia Numérica:IRAM 29231:2002

IRAM 2002-02-08No está permitida la reproducción de ninguna de las partes de esta publicación por cual-quier medio, incluyendo fotocopiado y microfilmación, sin permiso escrito del IRAM.

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Prefacio

El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociacióncivil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácterde Organismo Argentino de Normalización, son establecer normastécnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además depropender al conocimiento y la aplicación de la normalizacióncomo base de la calidad, promoviendo las actividades decertificación de productos y de sistemas de la calidad en lasempresas para brindar seguridad al consumidor.

IRAM es el representante de la Argentina en la InternationalOrganization for Standardization (ISO), en la ComisiónPanamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en la AsociaciónMERCOSUR de Normalización (AMN).

Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre losdiversos sectores involucrados, los que a través de susrepresentantes han intervenido en los Organismos de Estudio deNormas correspondientes.

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Índice

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN .............................................................. 5

2 NORMAS PARA CONSULTA ............................................................................ 5

3 RESUMEN DEL MÉTODO................................................................................. 5

4 SEGURIDAD ...................................................................................................... 6

5 INSTRUMENTAL................................................................................................ 6

6 PROCEDIMIENTO........................................................................................... 12

7 CONTROL DE CALIDAD ................................................................................. 14

8 CALIBRACIÓN................................................................................................. 14

9 ANÁLISIS DE DATOS Y CÁLCULOS.............................................................. 20

Anexo A (Informativo) Bibliografía ....................................................................... 23

Anexo B (Informativo) Integrantes de los organismo de estudio ......................... 24

Página

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Calidad ambiental – Calidad de aire

Emisiones de fuentes estacionarias

Método para la determinación de la velocidad del gas de lachimenea o conducto de evacuación y del caudal volumétrico(Tubo de Pitot tipo S)

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

1.1 Objeto

Esta norma tiene por objeto proveer un métodopara determinar la velocidad promedio y elcaudal volumétrico del gas dentro de la chime-nea o conducto de evacuación.

1.2 Campo de aplicación

Esta norma se aplica para medir la velocidadpromedio de la corriente gaseosa y para cuantifi-car su caudal. Este procedimiento no se aplica alugares de medición que no cumplan los requi-sitos de la IRAM 29230. Cuando no existancondiciones aceptables se deben usar métodosalternativos sujetos a la aprobación de la Autori-dad Regulatoria. Ejemplos de procedimientosalternativos son, entre otros: (1) instalación de di-rectrices, (2) el cálculo del caudal volumétricototal por estequiometría (3) el traslado del lugarde medición a otro, en el cual el flujo cumpla conlos requisitos de la IRAM 29230.

1.3 Objetivo de la calidad de los datos. Elcumplimiento de esta norma mejorará la calidadde los datos obtenidos de los métodos de mues-treo para la determinación de contaminantes delaire.

2 NORMAS PARA CONSULTA

Los documentos normativos siguientes contie-nen disposiciones, las cuales, mediante su citaen el texto, se transforman en disposicionesválidas para la presente norma IRAM. Las edi-

ciones indicadas son las vigentes en elmomento de su publicación. Todo documentoes susceptible de ser revisado y las partes querealicen acuerdos basados en esta norma sedeben esforzar para buscar la posibilidad deaplicar sus ediciones más recientes.

Los organismos internacionales de normaliza-ción y el IRAM mantienen registros actualizadosde sus normas.

IRAM 29230:2002- Calidad ambiental. Calidadde aire. Emisiones de fuentes estacionarias.Guía para determinar la ubicación de los pun-tos transversales de muestreo en chimeneas oconductos.

IRAM 29232:2002- Calidad ambiental. Calidadde aire. Emisiones de fuentes estacionarias.Método de análisis de gases para la determina-ción de la masa molar en base seca.

IRAM 29233:2002 - Calidad ambiental. Calidadde aire. Emisiones de fuentes estacionarias.Método para la determinación del contenido dehumedad del gas de la chimenea o conductode evacuación.

3 RESUMEN DEL MÉTODO

Se determina la velocidad promedio del gas enla chimenea o conducto de evacuación a partirde la masa molar en base seca del mismo y demediciones de la diferencia de presión (∆p) enun tubo de Pitot tipo S (Stausscheibe o tipo in-vertido). También, se puede emplear un tubode Pitot estándar.

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4 SEGURIDAD

La aplicación de esta norma puede involucrarmateriales, operaciones y equipos peligrosos. Notiene en cuenta todos los problemas de seguri-dad asociados con su uso. Es responsabilidaddel usuario establecer las condiciones de seguri-dad y salubridad apropiadas y determinar laaplicabilidad de las limitaciones regulatorias an-tes de realizar este método de ensayo.

5 INSTRUMENTAL

En párrafos posteriores se darán las caracte-rísticas técnicas del instrumental. Si sedemuestra que otro instrumental reúne éstas,

será considerado aceptable (sujeto a la apro-bación de la Autoridad Regulatoria).

5.1 Tubo de Pitot tipo S

5.1.1 El tubo de Pitot tipo S (figura 1) debe sermetálico (por ejemplo de acero inoxidable); serecomienda que el diámetro externo del tubo(Dt figura 2-b) esté entre 4,8 mm y 9,5 mm. Lasdistancias desde la base de cada lado del tubode Pitot al plano de la cara de entrada serániguales (dimensiones PA y PB en la figura 2-b);es recomendable que esta distancia esté entre1,05 y 1,50 veces el diámetro de la tubería ex-terna. Las caras de entrada del tubo de Pitotdeben, preferentemente, ser paralelas como semuestra en la figura 2; sin embargo, se permiteun pequeño desvío del paralelismo de las mis-mas (figura 3).

Figura 1 - Conjunto de tubo de Pitot tipo S y manómetro

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Figura 2 - Detalles constructivos de un tubo de Pitot tipo S. Se muestra: (a) vista frontal del tubo:los planos de las caras de entrada son perpendiculares al eje transversal; (b) vista superior: losplanos de las caras de entrada son paralelos al eje longitudinal; (c) vista lateral: ambas ramas deigual longitud y con las líneas centrales coincidentes, cuando se mira de ambos lados.

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Figura 3 - Tipos de desvío del paralelismo de las caras de entrada del tubo de Pitot tipo S queresultan del uso en campo o bien de una construcción incorrecta del mismo. Esto no afectarálos valores básicos de Cp(s) siempre que αα1 y αα2

≤≤ 10°°, ββ1 y ββ2 ≤≤ 5°°, z ≤≤ 0,32 cm y w ≤≤ 0,08 cm

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5.1.2 El tubo de Pitot tipo S tendrá un coeficienteconocido (Cp(s)), determinado de acuerdo con elcapítulo 8. Se designa con un número al tubo dePitot, el cual se registra en forma permanente enel mismo.

Se puede usar un tubo de Pitot estándar en vezde un tubo de Pitot tipo S, tal como se indica enlas especificaciones de los apartados 5.7.1 y 8.2.Sin embargo, se debe tener en cuenta que losorificios de presión total y de estática del tubo dePitot estándar, son susceptibles al bloqueocuando se usan en corrientes de gas con mate-rial particulado. Por consiguiente, siempre que seutilice un tubo de Pitot estándar, se debe asegu-rar que las entradas del mismo no se bloqueendurante el ensayo. Esto se verifica tomando unalectura de la diferencia de presión (∆p) al final delpunto transversal de muestreo, limpiando los ori-ficios de presión total y de estática del tubo dePitot con aire presurizado (purgado en contraco-rriente), y tomando nuevamente otra lectura de∆p. Si las lecturas de ∆p que se hicieron antes ydespués de la purga con aire son iguales conuna tolerancia de ± 5 %, el ensayo es aceptable.De no ser así, se anula la corrida.

Si el ∆p de la última medición es bajo, se puedeseleccionar otro punto. Si el purgado en contra-corriente, a intervalos regulares, es parte delprocedimiento, entonces se efectuarán lecturascomparativas de ∆p, según lo indicado antes,para las dos últimas purgas en contracorrienteen las que se observen lecturas de ∆p sufi-cientemente altas.

5.2 Medidor de presión diferencial. Se usaun manómetro de rama inclinada o un dispositi-vo equivalente. La mayoría de los trenes demuestreo están provistos de un manómetro derama inclinada con una capacidad de mediciónde 254 mm de columna de H2O teniendo unarama inclinada (0 mm a 25,4 mm) con divisio-nes de 0,254 mm de columna de H2O y unarama vertical (25,4 mm a 254 mm) con divisio-nes de 2,54 mm de columna de H2O. Este tipode manómetro (u otro que posea una sensibili-dad equivalente) es satisfactorio para medirvalores de ∆p tan bajos como 1,3 mm de co-lumna de H2O. Sin embargo, se deberá usar unmedidor de presión diferencial de mayor sensi-

bilidad (sujeto a la aprobación de la AutoridadRegulatoria), si se verifica que:

(1) el promedio aritmético de todas las lecturasde ∆p en los puntos transversales de la chime-nea o conducto de evacuación es menor que1,3 mm de columna de H2O;

(2) para 12 ó más puntos transversales, másdel 10 % de las lecturas individuales de ∆p es-tán debajo de 1,3 mm de columna de H2O,

(3) para menos de 12 puntos transversales,más de una lectura de ∆p está debajo de1,3 mm de columna de H2O.

5.2.1 Como una alternativa a los requisitos ex-puestos anteriormente, se puede usar laecuación 1 (9.2) para determinar la necesidad deemplear un medidor de presión diferencial mássensible. Si es mayor que 1,05 los datos de ladiferencia de presión no son aceptables y debeusarse un medidor de presión diferencial mássensible.

NOTA. Si se usan otros manómetros distintos del de ramainclinada (por ejemplo medidor de espiral magnético) paramedir la presión diferencial se debe verificar su calibracióndespués de cada corrida. Para verificar la calibración delmedidor de presión diferencial, se deben comparar laslecturas de ∆p con la lectura obtenida con un manómetrode aceite en un mínimo de tres puntos, que representenaproximadamente el ámbito de valores de ∆p en la chi-menea o conducto de evacuación. Si, en cada punto, losvalores de ∆p comparados están dentro del 5 %, se con-sidera que el medidor de presión diferencial está biencalibrado. En caso contrario la serie de pruebas deberánser anuladas, ó los procedimientos para ajustar los valo-res medidos de ∆p y los resultados finales se deben usarsujetos a la aprobación de la Autoridad Regulatoria.

5.3 Medidor de temperatura. Una termocupla,un termómetro de bulbo, un termómetro bime-tálico, u otro medidor, capaz de medir latemperatura dentro del 1,5 % de la temperaturamínima absoluta de la chimenea o conducto deevacuación. El medidor de temperatura se fijaal tubo de Pitot de tal manera que la punta delsensor no esté en contacto con alguna partemetálica; debe estar ubicado en una posiciónlibre de interferencias con respecto a la cara deentrada del tubo de Pitot (figuras 1 y 4). Sepueden usar ubicaciones alternativas si el con-junto tubo de Pitot-sistema de medición detemperatura es calibrado según el procedi-miento del capítulo 8. Siempre que no se

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introduzca una diferencia mayor que el 1 % enel promedio de la velocidad medida, el medidorde temperatura no necesita fijarse al tubo de

Pitot; esta alternativa está sujeta a la aproba-ción de la Autoridad Regulatoria.

Figura 4 - Detalles de la posición del sensor de temperatura para prevenirinterferencias, Dt entre 4,8 mm y 9,5 mm

5.4 Medidor y sonda de presión. Un piezó-metro y un manómetro de mercurio (o unmanómetro de tubo en U lleno de agua) capazde medir la presión en la chimenea o conductode evacuación con una precisión de ± 2,5 mmde columna de Hg. También se puede usarcomo sonda de presión la rama estática de untubo de Pitot tipo estándar o una rama del tipoS con los planos de la cara de entrada paralelaa la corriente gaseosa.

5.5 Barómetro. Uno de mercurio aneroide, uotro capaz de medir presión atmosférica conuna precisión de ± 2,5 mm de columna de Hg.

NOTA. En muchos casos, la lectura barométrica puedeobtenerse de una estación de Servicio Meteorológica cer-cana; en este caso se debe realizar un ajuste del valorobtenido por las diferentes elevaciones entre la estaciónmeteorológica y el punto de muestreo. Se aplicará una co-rrección a razón de - 2,5 mm de columna de Hg por cada30 m de aumento de elevación o viceversa para el casodisminución de la misma.

5.6 Equipos para la determinación de lamasa molar en base seca del gas. Para de-terminar la masa molar en base seca del gasde la chimenea o conducto de evacuación sedebe utilizar la IRAM 29232 y para la determi-nación del contenido de humedad se debeutilizar la IRAM 29233. Pueden usarse otrosmétodos sujetos a la aprobación de la Autori-dad Regulatoria.

5.7 Calibración del tubo de Pitot. Para cali-brar el tubo de Pitot tipo S se utiliza un tubo dePitot estándar como referencia. El tubo de Pitotestándar debe, preferentemente, tener un coe-ficiente conocido, obtenido:

(1) Por calibración contra otro tubo de Pitotestándar con coeficiente identificable.

(2) Por un tubo de Pitot estándar diseñado se-gún el requisito expuesto en el apartado5.7.1 e ilustrado en la figura 5. Los tubosde Pitot diseñados de acuerdo con estasespecificaciones tendrán coeficientes bási-cos de aproximadamente 0,99 ± 0,01.

5.7.1 Diseño del tubo de Pitot estándar

5.7.1.1 Punta hemisférica (figura 5), cónica oelipsoidal.

5.7.1.2 Un mínimo de seis diámetros medidos(basado en D, diámetro externo del tubo) entrela punta y los orificios de presión estática.

5.7.1.3 Un mínimo de ocho diámetros medidosentre los orificios de presión estática y la líneacentral del tubo externo, siguiendo la curvaturade 90 grados.

5.7.1.4 Orificios de presión estática de igualtamaño con una dimensión aproximada de

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0,1 D, y con una configuración anular de igualespaciado.

5.7.1.5 Noventa grados de curvatura, con cur-va o unión en escuadra.

Figura 5 - Especificaciones para el diseño de un tubo de Pitot estándar

Curva o unión enescuadra

Orificio de presión es-tática (≈≈0,1D)

Punta hemisférica

8D

6D

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5.8 Medidor de presión diferencial para lacalibración del tubo de Pitot tipo S.

Se usa un manómetro de rama inclinada o suequivalente. Si se emplea la técnica de calibra-ción de velocidad única (8.1.2.3), la lectura dela presión diferencial deberá poder realizarsecon una resolución de 0,13 mm de columna deH2O o una mejor.

Para la técnica de calibración de velocidadesmúltiples, la resolución para las lecturas de lasmedidas serán:

(1) 0,13 mm de columna de H2O para los valo-res de ∆p entre 1,3 mm de columna de H2Oy 25 mm de columna de H2O

(2) 1,3 mm de columna de H2O para valores de∆p superiores de 25 mm de columna deH2O

(3) para leer valores de ∆p inferiores a 1,3 mmde columna de H2O se requerirá un medidorde presión más sensible.

6 PROCEDIMIENTO

6.1 Se debe armar el instrumental como semuestra en la figura 1. Para disminuir las fluc-tuaciones de ∆p se puede instalar un capilar otanque amortiguador entre el manómetro y eltubo de Pitot. Se requiere un ensayo preliminarde verificación de pérdidas, como sigue: (1) sesopla a través de la cara del orificio de presióntotal del tubo de Pitot hasta que se registre unadiferencia de presión de por lo menos de76 mm de columna de H2O en el manómetro;luego se debe cerrar el orificio. La presión debepermanecer estable por lo menos durante 15 s;(2) se debe realizar el mismo procedimiento pa-ra el lado de presión estática, excepto que sedebe usar succión para obtener un mínimo de76 mm de columna de H2O.

Se pueden usar otros procedimientos de verifi-cación de pérdidas, sujetos a la aprobación dela Autoridad Regulatoria.

6.2 Nivel y cero del manómetro. El cero y elnivel del manómetro pueden desviarse debidoa las vibraciones y a los cambios de temperatu-ra; se deben realizar verificaciones periódicasdurante el ensayo. Se registran todos los datosnecesarios como se muestra en la planilla dedatos del ejemplo (figura 6).

6.3 Medición de la diferencia de presión yde la temperatura en los puntos transver-sales especificados en la IRAM 29230. Sedebe asegurar que el medidor de presión dife-rencial que se está usando sea el apropiadopara el ámbito de valores de ∆p encontrados(5.2). Si es necesario cambiar por un medidormás sensible, hay que hacerlo, y volver a medirlos ∆p y la temperatura para cada punto trans-versal de muestreo. Se debe realizar unaprueba posterior de verificación de pérdidas,como se describió en el apartado 6.1, para va-lidar la corrida.

6.4 Medición de la presión estática en lachimenea o conducto de evacuación. En ge-neral, una sola lectura es suficiente.

6.5 Determinación de la presión atmosférica

6.6 Determinación de la masa molar en ba-se seca del gas de la chimenea o conductode evacuación

Para procesos de combustión o aquellos queemiten esencialmente CO2, O2, CO, y N2, seemplea la IRAM 29232. Para procesos queemiten esencialmente aire, no se necesita rea-lizar este análisis; se usa una masa molar enbase seca de 29,0 g/mol. Para otros procesosse pueden usar otros métodos sujetos a laaprobación de la Autoridad Regulatoria.

6.7 Para obtener el contenido de humedad sedebe referir a la IRAM 29233.

6.8 Se debe determinar el área de la seccióntransversal de la chimenea o conducto de eva-cuación en el cual se realiza el muestreo.Siempre que sea posible, se debe medir físi-camente las dimensiones de la chimenea oconducto de evacuación en el lugar o en casocontrario, usando los planos.

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EMPRESA / PLANTA

IDENTIFICACION DE LA CHIMENEA O CONDUCTO DE EVACUACIÓN

FECHA CORRIDA N°

DIMENSIONES O DIÁMETRO

DE LA CHIMENEA O CONDUCTO DE EVACUACIÓN, m

PRESION BAROMETRICA, milímetros de columna de Hg

AREA DE SECCION TRANSVERSAL, m2

RESPONSABLE DE LA MEDICION

TUBO DE PITOT N°

COEFICIENTE PROMEDIO, CP

ULTIMA FECHA DE CALIBRACION

Temperatura de la chimenea oconducto de evacuaciónPunto trans-

versal demuestreo N°

Diferencia depresión

∆∆p milímetrosde columna de

H2OTs °C Ts(abs) K

Presión estáticade la chimeneao conducto de

evacuaciónPg milímetros decolumna de Hg

p∆

Promedio Promedio

Promedio = n

Xn

ii∑

=1

Donde

X = Ts(abs) ó p∆

Figura 6 - Planilla de datos

ESQUEMA DE LA SECCIÓNTRANSVERSAL DE LA CHIMENEAO CONDUCTO DE EVACUACIÓN

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7 CONTROL DE CALIDAD

Apartado Medida Efecto

8.1-8.4 Calibración del equipo de muestreo

Garantizar la exactitud de la medida de lavelocidad promedio del gas en la chimenea oconducto de evacuación y el caudal volumé-trico.

8 CALIBRACIÓN

8.1 Tubo de Pitot tipo S. Antes de usarlo, sedeben examinar cuidadosamente las vistas su-perior, lateral y frontal del tubo de Pitot tipo Spara verificar si las caras de entrada del mismocumplen con las características técnicas ilus-tradas en la figura 2 y 3. El tubo de Pitot nodebe utilizarse si no cumple con las alineacio-nes especificadas. Después de verificar laalineación de la cara de entrada, se debe mediry registrar las siguientes dimensiones del tubode Pitot: (1) el diámetro externo del tubo (diá-metro Dt, figura 2-b); y (2) las distancias entrelos planos de las caras de entrada (distanciasPA y PB, figura 2-b). Si Dt está entre 4,8 mm y9,5 mm y si PA y PB son iguales y están entre1,05 Dt y 1,50 Dt, hay dos opciones posibles:(1) el tubo de Pitot se calibra según el procedi-miento que se presenta en los apartados 8.1.2a 8.1.5, ó (2) se asigna al tubo de Pitot un coe-ficiente básico de valor 0,84 (tubo aislado (sinsonda de muestreo y sin termocupla)).

Se observa, sin embargo, que si el tubo de Pi-tot es parte de un conjunto, todavía puederequerirse la calibración, a pesar de conocer elvalor del coeficiente básico (8.1.1).

Si Dt ó PA y PB están fuera de los límites espe-cificados, el tubo de Pitot debe calibrarse comose presenta en los apartados 8.1.2 a 8.1.5.

8.1.1 Conjunto de tubo de Pitot tipo S. Du-rante el muestreo y las mediciones develocidades en los puntos transversales demuestreo, no siempre se usa el tubo de Pitot enforma aislada. En muchos casos, el tubo dePitot se usa en combinación con otros compo-nentes de muestreo como parte del conjunto(termocuplas, sonda de muestreo, boquillas).La presencia de otros componentes de mues-treo a veces puede afectar el valor delcoeficiente básico del tubo de Pitot tipo S porconsiguiente el valor del coeficiente básicoasignado o conocido por otra parte puede o noser válido para un conjunto dado. El coeficientebásico y los valores de coeficiente del conjuntosólo serán idénticos cuando la ubicación relati-va de los componentes en el mismo es tal queson eliminados los efectos de la interferenciaaerodinámica. Las figuras 4, 7 y 8 ilustran arre-glos de componentes libre de interferenciaspara un tubo de Pitot tipo S con un diámetro detubería externa entre 4,8 mm y 9,5 mm. Si elconjunto del tubo de Pitot tipo S no cumple conlas especificaciones de las figuras 4, 7 y 8 sedeberá calibrar de acuerdo con el procedi-miento expuesto en los apartados 8.1.2 a 8.1.5pero antes, previo a la calibración, se miden yse registran los valores de los espacios entrelos componentes (Pitot-boquilla, Pitot-termo-cupla, Pitot-sonda).

NOTA. No se debe usar ningún conjunto de tubo de Pitottipo S que se construya tal que el plano del orificio de pre-sión total esté por debajo del plano de entrada de laboquilla (ver figura 7).

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Figura 7 - Detalles de la configuración del tubo de Pitot-boquilla de muestreo

Figura 8 - Mínima separación entre el tubo de Pitot-sonda de muestreo quese necesita para prevenir interferencias, Dt entre 4,8 mm y 9,5 mm

8.1.2 Preparativos para la calibración. Cuan-do se calibra el tubo de Pitot tipo S, se marca enforma permanente un lado A, y el otro B. La cali-bración se hace en un sistema que tenga eldiseño siguiente:

8.1.2.1 El caudal de gas deberá estar confinadoen un conducto de área de sección transversaldefinida, circular o rectangular. Para seccióntransversal circular, el diámetro mínimo del con-ducto debe ser de 305 mm; para sección

transversal rectangular, el ancho (lado más cor-to) debe ser por lo menos de 254 mm.

8.1.2.2 El área de sección transversal delconducto de calibración debe ser constantesobre una distancia de 10 ó más diámetros delconducto. Para una sección transversal rectan-gular se usa el diámetro equivalente calculadocon la ecuación 2 (9.3), para determinar elnúmero de diámetros del conducto. Paraasegurar la presencia de un perfil de flujo establey totalmente desarrollado en el lugar de

B. Vista lateral, prevenir al tubo de pitot de la interferenciadel corriente gaseosa cercana a la boquilla, el plano de ori-ficio de presión total del tubo de Pitot a la par o porencima del plano de entrada de la boquilla

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calibración ó sección de ensayo, éste debelocalizarse por lo menos a ocho diámetroscorriente abajo y a dos diámetros corriente arribade la perturbación más cercana.

NOTA. El requisito de ocho y de dos diámetros no es ab-soluto; pueden usarse otras ubicaciones de secciones deensayo, con tal que el flujo en el lugar de ensayo sea es-table y se pueda demostrar que es paralelo al eje delconducto (sujeto a la aprobación de la Autoridad Regula-toria).

8.1.2.3 El sistema de flujo (por ejemplo: tunel deviento) deberá tener una capacidad para generaruna velocidad en la sección de ensayo de alre-dedor de 15 m/s. Esta velocidad debe serconstante en el tiempo para garantizar flujo con-tinuo durante la calibración.

Se observa que si los coeficientes del tubo dePitot tipo S fueron obtenidos por calibración develocidad única de 15 m/s generalmente seránválidos dentro del ± 3 % para una medida develocidad superior a 5 m/s y para medidas develocidades entre 3 m/s y 5 m/s dentro de ± 5 a6 %.

Si se desea una correlación más precisa entreCp y la velocidad, el sistema deberá tener la ca-pacidad de generar por lo menos cuatro valoresdistintos de velocidades en la sección de ensayoque no varíen en el tiempo cubriendo el ámbitode velocidades entre 3 m/s a 25 m/s. Los datosde la calibración se deben tomar a intervalos re-gulares de velocidad sobre este ámbito.

8.1.2.4 En la sección de ensayo se debe dis-poner de dos puertos de entrada, uno paracada tubo de Pitot, estándar y tipo S. El puertode entrada del tubo de Pitot estándar se colocaligeramente desplazado corriente abajo delpuerto del tipo S. De esta manera los orificiosde presión total del Pitot estándar y del tipo Squedan en la misma sección transversal du-rante la calibración. Para facilitar la alineacióndel tubo de Pitot durante la calibración, esaconsejable que la sección de ensayo se cons-truya de algún material transparente adecuado.

8.1.3 Procedimiento de calibración. Esteprocedimiento es general y no se debe usar sinreferirse antes a las consideraciones especia-les que se presentan en el apartado 8.1.5. Seobserva también, que este procedimiento sólo

se aplica al método de calibración de velocidadúnica. Para obtener los datos de la calibraciónde los lados A y B del tubo tipo S, se procedecomo sigue:

8.1.3.1 Se asegura que el manómetro esté lle-no, que el líquido esté libre de contaminación yque tenga la densidad apropiada. Se inspec-cionan y se verifican la ausencia de pérdidasde todas las líneas del tubo de Pitot, si es ne-cesario se realiza las reparaciones o reempla-zos necesarios.

8.1.3.2 Se nivela y se lleva a cero el manóme-tro. Se enciende el ventilador y se permite queel flujo se estabilice. Se sella el puerto de en-trada del tubo de Pitot tipo S.

8.1.3.3 Se verifica que el manómetro esté ni-velado y en cero. Se posiciona el tubo de Pitotestándar en el punto de calibración (se deter-mina según lo expresado en el apartado8.1.4.1), y se alinea el tubo para que su puntaesté dirigida al flujo. Se debe tener particularcuidado con la alineación del tubo para prevenirgiros y/o inclinaciones. Se asegura que elpuerto de entrada que rodea al tubo esté sella-do apropiadamente.

8.1.3.4 Se leen y se registran los valores de∆pstd en una planilla de datos similar a la mos-trada en la figura 9. Se retira el tubo de Pitotestándar del conducto y se desconecta del ma-nómetro. Se sella el puerto de entrada.

8.1.3.5 Se conecta el tubo de Pitot tipo S almanómetro. Se abre su puerto de entrada. Severifica el nivel y el cero del manómetro. Se in-serta y se alinea el tubo de Pitot tipo S paraque el orificio de presión total del lado A estéen el mismo punto que el mismo punto que elutilizado para el tubo de Pitot estándar. Seasegura que el puerto de entrada que rodea altubo esté sellado apropiadamente.

8.1.3.6 Se lee ∆ps y se ingresa su valor en laplanilla de datos. Se retira el tubo de Pitot tipo Sdel conducto y se desconecta del manómetro.

8.1.3.7 Se repiten los pasos 8.1.3.3 a 8.1.3.6hasta obtener tres pares de lecturas de ∆p parael lado A del tubo de Pitot tipo S.

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8.1.3.8 Se repiten los pasos 8.1.3.3 a 8.1.3.6hasta obtener tres pares de lecturas de ∆p parael lado B del tubo de Pitot tipo S.

8.1.3.9 Se realizan los cálculos, como se des-cribe en el apartado 9.4. Se usa el tubo de Pitot

tipo S solo si los valores de σA y σB son meno-res o iguales a 0,01 y si el valor absoluto de ladiferencia entre pC (A) y pC (B) es de 0,01 o me-

nor.

NÚMERO DE IDENTIFICACIÓN DEL TUBO DE PITOT FECHA

CALIBRADO POR

CALIBRACION DEL LADO A

Corrida N° ∆∆pstd milímetros decolumna de H2O

∆∆ps milímetros decolumna de H2O

Cp(s)Desviación

Cp(s)- p(A)C123

)(ladopC A

CALIBRACION DEL LADO B

Corrida N° ∆∆pstd milímetros decolumna de H2O

∆∆ps milímetros decolumna de H2O

Cp(s)Desviación

Cp(s)- p(B)C123

B)(ladopC

PROMEDIO DE LA DESVIACIÓN = σ (A ó B) = 3

pCCp3

1iiB)ó(A(s)∑

=

−

← debe ser ≤ 0,01

B)(ladoA)(lado pCpC − ← debe ser ≤ 0,01

Figura 9 - Planilla de datos de calibración del Tubo de Pitot

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8.1.4 Consideraciones especiales

8.1.4.1 Selección del punto de calibración

8.1.4.1.1 Cuando se calibra un tubo de Pitot ti-po S aislado (sin sonda de muestreo y sintermocupla), se selecciona el punto de calibra-ción en el centro del conducto o cerca de él, yse sigue el procedimiento expuesto en losapartados 8.1.3 y 9.4. Los coeficientes del tubode Pitot tipo S obtenidos, es decir pC (A) y pC (B)

serán válidos, siempre que: (1) se use el tubode Pitot aislado, ó (2) se use el tubo de Pitotcon otros componentes (boquilla, termocupla,sonda de muestreo) en una disposición libre deefectos de interferencia aerodinámica (ver figu-ra 8).

8.1.4.1.2 Para los conjuntos de tubo de Pitottipo S-Termocupla (sin la sonda de muestreo),se selecciona un punto de calibración en elcentro del conducto o cerca de él, y se siguenlos procedimientos expuestos en los apartados8.1.3 y 9.4. El coeficiente obtenido es válidosiempre que los conjuntos de tubo de Pitot-Termocupla se usen solos o con otros compo-nentes en una disposición libre de interfe-rencias (ver figuras 7 y 8).

8.1.4.1.3 Para los conjuntos con sondas demuestreo, se debe seleccionar el punto de cali-bración en el centro del conducto o cerca de él;sin embargo, la inserción de una vaina de lasonda en un pequeño conducto puede causarun obstáculo significativo en la sección trans-versal y dar un valor de coeficiente incorrecto.Si es necesario minimizar el efecto de la obs-trucción, el punto de calibración se puede

ubicar unos centímetros fuera del centro. Elefecto de la obstrucción real es desestimablecuando el efecto de obstrucción teórico, deter-minado por un modelo de área proyectada dela vaina de la sonda, es 2 % o menor del áreade sección transversal del conducto para elconjunto sin las vainas externas (figura 10-a), y3 % o menor para los conjuntos con vainasexternas (figura 10-b).

8.1.4.2 Para aquellas sondas en las cuales lainterferencia de tubo de Pitot-boquilla es unfactor importante (es decir, aquéllas en que ladistancia de separación del tubo de Pitot-boquilla no cumple con las especificacionesilustradas en la figura 7-a), el valor de Cp(s) de-pende del espacio libre entre el tubo y laboquilla, y por consiguiente es función del ta-maño de la boquilla. En estos casos, sedeberán realizar calibraciones separadas decada uno de los tamaños de boquilla usadas.Observe que el método de calibración de velo-cidad única es aceptable para este propósitoaunque, los tamaños de boquilla mayores(> 6,35 mm) no se usan normalmente paramuestreo isocinético a velocidades alrededorde 15 m/s, que es la velocidad de calibración;además no es necesario realizar un muestreoisocinético durante la calibración.

8.1.4.3 Para un conjunto de sonda construidode forma tal que el tubo de Pitot use siempre lamisma orientación, sólo necesita ser calibradoun lado del mismo (el lado que tiene la cara alflujo). El tubo de Pitot deberá cumplir, sin em-bargo, las especificaciones de la figuras 2 o 3;y debe tener un valor de desviación promedio(σ) de 0,01 o menor (9.4).

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Figura 10 - Modelos de áreas proyectadas para conjunto típico de tubo de Pitot

8.1.5 Uso en campo y Recalibración

8.1.5.1 Uso en campo

8.1.5.1.1 Cuando un tubo de Pitot tipo S (tuboaislado o en conjunto) se use en el campo, elvalor del coeficiente apropiado (asignado uobtenido por calibración) será utilizado pararealizar los cálculos de velocidad. Para el tubode Pitot tipo S calibrado, el coeficiente del lado Ase usará cuando este lado enfrente al flujo, y elcoeficiente del lado B se usará cuando este ladoenfrente al flujo. Alternativamente, se usan comovalores de coeficiente el promedio aritmético dellado A y B, independiente del lado que enfrenteal flujo.

8.1.5.1.2 Cuando se utiliza una sonda en con-junto para tomar una muestra en un conductopequeño 305 mm a 915 mm de diámetro, a ve-ces la vaina de la misma bloquea parte de lasección transversal del conducto, causandouna reducción en el valor efectivo de Cp(s). Nose recomienda el uso de conjuntos de sonda-

tubo de Pitot estándar en conductos de diáme-tros menores que 305 mm.

8.1.5.2 Recalibración

8.1.5.2.1 Tubo de Pitot aislado. Después decada uso en el campo, el tubo de Pitot debe sercuidadosamente examinado en la parte supe-rior, lateral y en los extremos. Si las caras deentrada del tubo de Pitot cumplen con las es-pecificaciones ilustradas en las figuras 2 y 3, seasume que el coeficiente básico del mismo noha cambiado. Sin embargo, si el tubo se ha da-ñado de tal manera que ya no cumple con lasespecificaciones de las figuras 2 y 3, el dañodebe ser reparado para restaurar apropiada-mente la alineación de las caras de entrada obien el tubo debe ser reemplazado.

8.1.5.2.2 Conjunto de tubo de Pitot. Despuésde cada uso en el campo, se debe verificar laalineación de la cara de entrada del tubo dePitot, como se establece en el apartado8.1.5.2.1; también, se miden nuevamente losespacios entre los componentes del conjunto.

% estimado delbloqueo de la vaina

100conductodelárea

wl⋅

⋅=

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Si los espacios entre los componentes no hancambiado y la alineación de la cara de entradaes aceptable, entonces puede suponerse queel coeficiente del conjunto no ha cambiado. Sila alineación de la cara de entrada no cumplecon las especificaciones de las figuras 2 y 3, serepara el daño o bien se reemplaza el tubo dePitot (calibrando el nuevo conjunto, si es nece-sario). Si los espacios entre los componenteshan cambiado, se restauran los espacios origi-nales o se calibra nuevamente el conjunto.

8.2 Tubo de Pitot estándar (si es aplicable).Si se usa un tubo de Pitot estándar para medirla velocidad en el punto transversal de mues-treo, el mismo se construye de acuerdo con losrequisitos expuestos en el apartado 5.7.1 y seasigna un valor de coeficiente básico de 0,99.Si el tubo de Pitot estándar se usa como partede un conjunto, el tubo deberá estar en una po-sición libre de interferencias (sujeto a laaprobación de la Autoridad Regulatoria).

8.3 Medidores de temperatura

8.3.1 Después de cada uso en el campo, secalibra el indicador de los termómetros, siste-mas de termocupla-potenciómetro, y otrosmedidores de temperatura, dentro del 10 % delpromedio de la temperatura absoluta de la chi-menea o conducto de evacuación. Paratemperaturas de hasta 405 °C, se usa comotermómetro de referencia uno de mercurio ouno de puntos fijos (por ejemplo: baño de hieloy agua hirviendo, corregido por la presión ba-rométrica). Para temperaturas superiores a los405 °C, se usa como referencia un sistematermocupla–potenciómetro calibrado.

8.3.2 Si, durante la calibración, la temperaturaabsoluta medida con el medidor a calibrar y lamedida de referencia concuerdan dentro del1,5 %, los datos de temperatura obtenidos en elcampo serán considerados válidos. De otromodo, el ensayo será considerado inválido, odeberán realizarse ajustes a los resultados delmismo, sujeto a la aprobación de la AutoridadRegulatoria.

8.4 Barómetro. Se calibra el barómetro a utili-zar contra un barómetro de mercurio.

9 ANÁLISIS DE DATOS Y CÁLCULOS

Se efectúan los cálculos y se mantiene por lomenos una cifra decimal extra más allá de losdatos obtenidos. El redondeo de las cifras sedebe hacer después del cálculo final.

9.1 Nomenclatura

A = área de sección transversal de la chime-nea o conducto de evacuación, m2

Bws = contenido de humedad en la corriente degas (IRAM 29233), % V/V

Cp = coeficiente del tubo de Pitot

Cp(s) = coeficiente del tubo de Pitot tipo S

Cp(std) =coeficiente del tubo de Pitot tipo están-dar, se usa 0,99 si el coeficiente esdesconocido y el tubo se diseña deacuerdo con los requisitos de el aparta-do 5.7.1

g = 9,8 m/s2 (aceleración de la gravedad)

De = diámetro equivalente de la chimenea oconducto de evacuación, m

K = 0,127 mm de columna de H2O

KP = 34,96 m/s

L = lado de la chimenea o conducto de eva-cuación rectangular, m

Md= masa molar del gas de la chimenea oconducto de evacuación, en base seca(IRAM 29232) en g/mol

Ms= masa molar del gas de la chimenea oconducto de evacuación, en base húme-da, en g/mol

n = número total de puntos transversales demuestreo

Pbar= presión barométrica en el lugar de medi-da, milímetros de columna de Hg

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Pg = presión estática en la chimenea o con-ducto de evacuación, milímetros decolumna de Hg

Ps = presión absoluta de gas en la chimenea oconducto de evacuación (Ps = Pbar+Pg),milímetros de columna de Hg

Pstd = 760 mm de columna de Hg (presiónabsoluta normal),

Qstd =caudal volumétrico del gas en la chime-nea o conducto de evacuación encondiciones normales, base seca, N m3/h(normal metro cúbico/ hora)

Ts = temperatura de la chimenea o conductode evacuación, °C

Ts(abs)= temperatura absoluta de la chimenea oconducto de evacuación(Ts(abs) = 273 + Ts), K

Tstd= 273 K (temperatura absoluta normal),

VM = volumen molar en condiciones normales(Pstd, Tstd), 22,4 L/(g/mol)

W = ancho de la chimenea o conducto deevacuación rectangular, m

∆p = diferencia de presión de gas de la chime-nea o conducto de evacuación en el tubode Pitot, milímetros de columna de H2O

∆pstd= medida de la diferencia de presión deltubo de Pitot estándar, milímetros decolumna de H2O

∆ps= medida de la diferencia de presión del tu-bo de Pitot tipo S, milímetros de columnade H2O

∆pi = lectura individual de la diferencia de pre-sión en el punto transversal de muestreoen el tubo de Pitot, milímetros de columnade H2O

3 600 = factor de conversión, s/h

18,0 = masa molar del agua, g/mol

9.2 Cálculo de τ

τ = factor de sensibilidad para el medidor depresión diferencial

τ∑

∑

=

=

+= n

1ii

n

1ii

p

Kp

∆

∆(1)

9.3 Cálculo de De

W)(LWL2

De +⋅⋅

= (2)

9.4 Calibración del tubo de Pitot tipo S

9.4.1 Para cada lectura de los seis pares de ∆p(es decir, tres del lado A y tres del lado B) quese obtuvieron en el apartado 8.1.3, se calcula elvalor del coeficiente del tubo de Pitot tipo S conla ecuación 3.

p

pCC std

p(std)p(s) ∆∆

= (3)

9.4.2 Se calcula pC (A), coeficiente medio del

lado A, y pC (B), el coeficiente medio del lado B;

luego se calcula la diferencia entre estos dosvalores promedios.

9.4.3 Se calcula la desviación de Cp(s)- pC de

cada uno de los tres valores del lado A y del la-do B. Se debe usar la ecuación siguiente:

pp(s) CCDesviación −= (A o B) (4)

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9.4.4 Se calcula σ, el promedio de la desvia-ción de la media, para ambos lados A y B deltubo de Pitot. Se debe usar la ecuación si-guiente:

3

CC

B)oA(lado

3

1B)o(App(s)∑ −

=σ (5)

9.5 Cálculo de la masa molar en base hú-meda del gas de la chimenea o conducto deevacuación

wswsds B18,0)B(1MM +−= (6)

9.6 Promedio de la velocidad de gas de lachimenea o conducto de evacuación

ss

s(abs)promediopps MP

TpCKv ∆= (7)

donde

std

stdMp T

PVg2K

⋅⋅⋅= =

27376022,49,82 ⋅⋅⋅

=

=( )( )

( )( )

1/2

2OmmHKmmHgg/mol

34,96m/s

9.7 Promedio del caudal volumétrico delgas en base seca

Qce=3 600 (1-Bws)vs Astd

s

)abs(s

std

PP

TT

(8)

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Anexo A(Informativo)

Bibliografía

Para la redacción de esta norma IRAM se tomó como base los documentos siguientes

(1) Guía para los ensayos en chimeneas del Ing. Héctor Bajano del Grupo Monitoreo Ambiental,Unidad Actividad Química de la Comisión Nacional de Energía Atómica.

(2) Method 2 - Determination of Stack Gas Velocity and Volumetric Flow Rate (Type S PitotTube). USEPA (United States Environmental Protection Agency)

Además, se contó con los datos y experiencias aportados por miembros del Subcomité de calidad deaire.

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Anexo B(Informativo)

El estudio de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la formasiguiente:

Comité de Calidad ambiental (Buenos Aires)

Participantes: Representan a:

Lic. José ALBERDI UNIVERSIDAD NACIONAL DE LUJÁNIng. Amalia ARANCÓN SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE Y DESARRO-

LLO SUSTENTABLE – SANTA FELic. Ilana ARENSBURG AIDISLic. Elizabeth BAGNATO INTI-CIIAIng. Héctor BAJANO CNEA – MONIT. AMB. – UNIDAD DE ACTIV. QUÍM.Lic. Carina BERTINO IASIng. Edgardo BIELEVICH REPSOL-YPFIng. Carlos BRUNATTI AFCPDr. Juan Manuel CATOYRA LABORATORIO OPUS PRIMA S.A.Ing. Claudio COLOMBO AIM – ROSARIODr. Oscar CÚPER HIDRÁULICA MILETTODr. Eliseo CHAVES INTA-EAA NEMATOLOGÍA BALCARCETco. Qco. Alberto DOMENECH AGUAS ARGENTINASLic. Alicia FOLABELLA UNIV. NACIONAL DE MAR DEL PLATA.Ing. Elba GAGGERO G Y G CONSULTORESLic. María L. R. De GALETTO SUELOS INTA-EEA PERGAMINOLic. Elina GALLIANO SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE Y DESARRO-

LLO SUSTENTABLE – SANTA FEDra. Susana I. GARCÍA MINISTERIO DE SALUD DE LA NACIÓN – DIREC-

CIÓN PROMOCIÓN Y PROTECCIÓN DELA SALUD – PROG. DE PREVENCIÓN Y CONTA-MINACIÓN

Lic. Alicia GESINO G Y G CONSUTORESIng. Lidia GIUFFRE FACULTAD DE AGRONOMÍALic. Ana María HERNANDEZ INTI-CEQUIPEIng. Guillermo J. HUARTE EXXON M-BILIng Jorge IRIARTE PREFECTURA NAVAL ARGENTINA.Ing. Oscar LASCARAY AIDISLic. Liliana MARBAN LAQUIGEIng. María Cristina MARZOCCA INSTITUTO DE SUELOSLic. Adriana MASCIOTTA INTI-CIIAIng. Javier MIJANGOS AIDISIng. Juan Carlos MINA IASBiól. Adrián MUÑOZ AGENCIA CÓRDOBA CIENCIAIng. Omar OFICIALDEGUY INA-DCIÓN. DE CONTROL DE CONTAMINACIÓNIng. Ricardo PALOTTA INA – DCIÓN. CONTROL DE CONTAMINACIÓNLic. María del Carmen PENNISI AGOSBA (La Plata)Dr. Carlos E. PEÑA ENET Nº 469 “ESTANISLAO ZEBALLOS”

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Participantes: Representan a:

Lic. Tatiana PETCHENESHKY MINIST. SALUD DE LA NACIÓN - PROG. INTOXI-CACIONES

Dra. Estela PLANES INTI-DQ (CEQUIPE)Ing. Salvador PORTO UIA-MAIng. Juan Carlos PONZIO CENTRAL DOCK SUDDra. Graciela POZZO ARDIZZI GEOCIENCIAIng. Gustavo RATTO CONSULTOR INDEPENDIENTEIng. Silvia RATTO FACULTAD DE AGRONOMÍALic.. Alejandra REPETTO CEMENTOS AVELLANEDALic. Mercedes RESSIA CENTRAL PIEDRABUENA S.A.Ing. Andrés RINTOUL SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE Y DESARRO-

LLO SUSTENTABLE DE SANTA FÉLic. Adriana RODOLOSSI AGUAS ARGENTINASIng. María ROSSO LAQUI SRLLic. Lucila RUBIAL CITEFALic. Hernán RUBIO RT & ASOCIADOSIng. Carlos A. SACAVINI INTI-CIIALic. María E. SAENZ UNIVERSIDAD NACIONAL DE LUJÁNIng. Adrián SALICHS ACINDAR VILLA CONSTITUCIÓNIng. Alberto SARRA LANDNORT S.A.Lic. Cecilia M. SOTELO CONSULTORA INDEPENDIENTESr. Guillermo TRAGLIA IASIng. César R. TRILLO ASOCIACIÓN DE BUENOS AIRESLic. Gabriel VALERGA LABORATORIO INDUSERIng. Rodolfo R. VILA IBS ARGENTINA S.A.Lic. María Silvina VILLEMUR INAIng. Ivana CEPON IRAMSr. Alejandro FARINA IRAMIng. Laura RENDA IRAMSr. Ignacio STEINBERG IRAMIng. Luis TRAMA IRAM

Comité de Calidad ambiental (Regional Nuevo Cuyo)

Participantes: Representan a:

Lic. María Esther BARBEITO UNC - DETIIng. Raúl BASEGGIO DCCIÓN. SANEAMIENTO Y CONTROL AMB.Dr. Ing. Peter BERNER UTN - MENDOZALic. Lilia BLAS CADIAIng. Andres BULLAUDE DCCIÓN. SANEAMIENTO Y CONTROL AMB.Ing. María Ruth CLAUSEN UNC - DETIIng. Ricardo CLAVEROL EPASIng. Marcelo CORIA RAYEN CURAIng. Graciela ESCARDINI CENTRALES TÉRMICAS MENDOZA SAIng. Miguel A. GANTUZ UNIVERSIDAD DE MENDOZA - IEMAIng. Claudia HERRERO UNC (UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO)Ing. Ricardo LELIO EPAS

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Participantes: Representan a:

Ing. Ernesto MAZZITELLI CENTRALES TÉRMICAS MENDOZAIng. Mauricio OLMEDO UTN - MENDOZALic. Mirta PEDRANI CEMCUYO - CITEFDr. Ing. Enrique PULIAFITO UNIVERSIDAD DE MENDOZA - IEMAIng. José Lucio QUERO UNIVERSIDAD DE MENDOZA - IEMAIng. Teresa RAUEK SUBSECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE

Comité General de Normas (C.G.N.)

Integrante Integrante

Dr. Víctor ALDERUCCIO Dr. Álvaro CRUZLic. Vicente BIANCHI Dra. Irene DASSODr. José M. CARACUEL Dr. Federico GUITARLic. Alberto CERINI Sr. Ángel TESTORELLIDr. Néstor P. CID Ing. Raúl DELLA PORTA

IRAM 29231:2002

IRAM 29231:2002

ICS 13.040.40* CNA 00.00

* Corresponde a la Clasificación Nacional de Abastecimiento asignada por el Servicio Nacional de Catalogación del Ministerio de Defensa.