paper elaboracion de regletas

Proceeding of LITE Copyright © 2009 by UCSP January, 2009, Arequipa

ELABORACIÓN DE REGLETAS PARA LA MEDICIÓN DE COMBUSTIBLE EN TANQUES HORIZONTALES DE SECCIÓN CIRCULAR

Muñoz Portugal, J. Díaz Chirinos, A.Universidad Católica San Pablo, Av. Salaverry, 301, Vallecito, Cercado, Arequipa, Perú.

Resumen: Se requiere obtener regletas capaces de medir el volumen de combustible existente a diferentes alturas de la sección circular de un tanque horizontal de almacenamiento de las siguientes dimensiones 56 cm de diámetro y 86.5 cm de altura cual equivale a un volumen total de 213.11 litros, los resultados obtenidos experimentalmente para una serie de volúmenes pre establecidos coinciden con los resultados predichos por la ecuación de regresión obtenida en base a la norma API 2550 y ASTM D 1220 – 65, utilizando como medio auxiliar la hoja de cálculo Excel.

1. Introducción

En la actualidad la manera de medir el volumen de combustible de los tanques de almacenamiento de las estaciones de servicio no es muy efectiva, ya que no se cuenta con una técnica adecuada, sólo utilizan una vara de madera, la cual indica si el tanque está lleno de combustible, si esta a la mitad de su capacidad, pero no la cantidad exacta de combustible contenido en dicho tanque de almacenamiento.

El proyecto presentado tiene como finalidad la elaboración de regletas calibradas para la medición de combustible en tanques horizontales de sección circular.

Mediante un análisis de regresión aplicada a una tabla de datos [1] API-2551-ASTM D 1410 se obtuvo una ecuación de regresión, la cual con un alto coeficiente de correlación de 0.99995 nos proporciona datos con un margen de error mínimo.

Apoyándonos en la unidad litro aceptado por la ISO (International Standardizing Associations). Se ha realizado una verificación del volumen pre establecido en base a la unidad patrón litro, ingresando tantas veces dicha unidad al tanque de experimentación, como lo indicaba el volumen pre establecido y tomando lecturas del nivel del líquido dentro del tanque (Figura 1), haciéndolo con una regleta de madera adecuada, observando la altura del agua alcanzada en dicha madera. Se coloco el tanque entre dos secciones.

La importancia del trabajo es que los resultados son aplicables a tanques de mayor capacidad, una aplicación industrial de los resultados experimentales obtenidos a lo largo de 2 meses.

2. Modelo experimental

El modelo experimental está compuesto por un tanque horizontal de sección circular de latón de 4 mm Fig.2, una regleta de madera Fig.4, una regla de metal Fig.4, un litro patrón Fig.5, un embudo Fig.6 y una computadora utilizando la hoja de cálculo Excel como software respectivo.


Figura 2. Tanque horizontal de sección circular

Figura 3. Agua Potable


Figura 4. Regleta de madera y regla de metal

Figura 5. Litro patrón


Figura 6. Embudo

2.1. Sección de pruebas

Utilizamos el método de contrastación o comparación de volúmenes, utilizando un litro patrón y cuantas veces esta unidad estuvo contenida en el tanque, comparándolo con lo indicado por la ecuación de regresión obtenida en base a un análisis de regresión utilizando la hoja de cálculo Excel.

3. Procedimiento

Para empezar obtuvimos la ecuación de regresión basándonos en los datos del [1] API-2551-ASTM D, la cual consta de 2 columnas, la 1º con una relación de la altura medida (M)y el diámetro (D) de la sección circular, y la 2º con K, como paso previo se calculo el logaritmo natural de ambas columnas de datos, tomando las K’s en el eje de la abscisas y la relación M/D en el eje de la ordenadas, realizando un análisis de regresión de los datos se obtuvo la siguiente ecuación: y= 0.66865x-0.33824 con un coeficiente de correlación de 0.99995. Los pasos para encontrar las diferentes alturas de los volúmenes pre establecidos son los siguientes: dividimos el volumen pre establecido entre el volumen total del tanque que es 213.11 litros Columna 2 Tabla 1, calculamos en logaritmo natural del resultado obtenido Columna 3 Tabla 1, introducimos el dato obtenido en la ecuación de regresión obtenida Columna 4 Tabla 1, calculamos el antilogaritmo del resultado Columna 5 Tabla 1,


y finalmente multiplicamos el valor por el diámetro del tanque, así obtenemos las diferentes alturas para los diferentes volúmenes Columna 6 Tabla 1.

Para comprobar los resultados obtenidos por la ecuación de regresión, procedimos con la parte experimental; colocando el tanque de sección circular entre 2 ranuras Fig. 2 con el objeto de conservar el nivel, para evitar una lectura errónea en la altura del líquido, realizamos una limpieza completa del aceite remanente verificando que le tanque está completamente vacío procedemos q realizar una perforación en la parte superior del tanque, para luego introducir la regleta de madera y medir la altura del liquido, los siguientes volúmenes fueron pre establecido: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 y 100, en base a estos volúmenes se introdujo la cantidad de agua respectiva utilizando el litro patrón en el tanque de experimentación, y se procedió a introducir la regleta de medición respectiva, la cual al humedecerse se midió mediante una regla de metal la altura alcanzada por el agua en el cilindro de experimentación y se procedió a anotar dichas lecturas, para los subsiguientes volúmenes Tabla 2.

Volumen Total: 213,11 LitrosDiametro del

cilindro: 56 cm

F(x)=0,66865x-0,33824

VolumenPre establecido

Division entreVolumen total

LogaritmoNatural F(x) Antilogaritmo Altura

Calculada

10 Litros 0,046924124-

3,05922337-

2,38378971 0,092200502 05,16 cm

20 Litros 0,093848247-

2,36607619-

1,92031684 0,146560518 08,21 cm

30 Litros 0,140772371-

1,96061108 -1,6492026 0,19220311 10,76 cm

40 Litros 0,187696495-

1,67292901-

1,45684398 0,232970374 13,05 cm

50 Litros 0,234620618-

1,44978546-

1,30763905 0,270457841 15,15 cm

60 Litros 0,281544742 -1,2674639-

1,18572974 0,305523146 17,11 cm

70 Litros 0,328468866-

1,11331322-

1,08265689 0,338694457 18,97 cm

80 Litros 0,37539299-

0,97978183-

0,99337112 0,37032617 20,74 cm

90 Litros 0,422317113-

0,86199879-

0,91461549 0,400670657 22,44 cm

100 Litros 0,469241237-

0,75663828-

0,84416618 0,429915679 24,08 cmTabla 1. Cuadro de procedimiento


4. Resultados y discusión

VolumenPre

establecidoAltura

ExperimentalAltura

Calculada

10 litros 04,90 cm 05,16 cm20 litros 08,00 cm 08,21 cm30 litros 10,80 cm 10,76 cm40 litros 12,98 cm 13,05 cm50 litros 15,00 cm 15,15 cm60 litros 17,30 cm 17,11 cm70 litros 19,00 cm 18,97 cm80 litros 20,70 cm 20,74 cm90 litros 22,50 cm 22,44 cm

100 litros 24,30 cm 24,08 cmTabla 2. Cuadro Resumen

En vista en que existe una extrema concordancia entre el valor de volumen estimado y el valor de volumen experimental, es que se concluye la validez de la ecuación de regresión obtenida y de la gran utilidad que podría tener esta en aplicaciones industriales

Se recomienda la generación y gestión de una empresa de servicios metrológicos dedicada a este rubro, lo cual seria de una importancia valiosa para el control contable y de consumo de combustible de una empresa industrial.

5. Referencias

1. API-2551-ASTM D 1410 “Measurement and Calibration of Horizontal Tanks”, Appendix I, Pages 31-34.

2. SABS 1398-1983 “South African Bureau of Standards”, Definiciones, .

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