En esta ocasión desarrollamos un proceso para calcular el volumen de un tanque de almacenamiento de Gas L.P. como parte de la serie de controles volumétricos.
La forma de estos tanques esta conformada por dos figuras geométricas básicas, que son el cilÃndro y una semi-esfera en ambos cabezales.
Por lo que calcular su volumen no tendrÃa que ser más complicado que obtener algunas fórmulas de un manual de fórmulas matemáticas. Sin embargo, cuando se trata de evaluar el volumen del lÃquido contenido en dichos tanques, más aun cuando se encuentran parcialmente lleno, se requiere de un poco de calculos algebráicos a partir de las fórmulas básicas.
Para ello vamos a conceptualizar el modelo de análisis partiendo de la consideración de que la medición del contenido del tanque se realiza en milÃmetros. De hecho hay dos formas de medir esta altura, que es la de obtener la altura de la parte húmeda (tirante) y la de obtener la parte seca (ver DACG CRE 811). Nos centraremos en la primera opción, considerando un medidor ultrásónico de base.
En la imágen podemos apreciar el tirante (h), el ancho de la superficie libre del lÃquido (2a) y el radio del cilÃndro. Con esto, es fácil deducir el espacio entre el punto medio y la superficie del agua (y).
Por medio de la relación de Pitágoras podemos desarrollar las siguientes expresiones, a partir del modelo arriba descrito:
De las cuales se usará la primera.
Las ISO 2.2E, para medición de tanques horizontales tambien propone una manera de determinar el ángulo que forma la superficie libre del lÃquido y el área de la sección en corte de esa sección:
Por último tenemos formulas para obtener los volumenes en esferas:
Pero son semi esferas por lo que el divisor en lugar de 6, se usará 12.
Otro punto a tomar en cuenta es que los tanques se instalan con una cierta inclinación, para poder facilitar su drenado y limpieza, por lo que es importante tomarlo en cuenta:
Esto es importante porque la medición se realiza en un extremo, donde se instala el equipo de medición (PM) y conociendo el porcentaje de inclinación (%m) es posible estimar la altura real del lÃquido en el centro.
Pero veamoslo en el siguiente vÃdeo.