informe medicion de humedad con m75 marrari
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M75D– Informe de Evaluación de Equipo Pag. 1 de 8
INFORME EVALUACION DE EQUIPO PARA MEDICION DE HUMEDAD
Empresa: COMASA Contacto: Fernando Madariaga Fono: +56 9 56184630 Email: [email protected] Fecha: 10 de abril de 2014
REF: Evaluación Equipo portátil para medición de humedad
1. RESUMEN EJECUTIVO
La correcta y oportuna medición de humedad en biomasa para la generación de energía es
un permanente desafío por su alta incidencia en el resultado del negocio, esta variable se
constituye como critica desde la recepción del material hasta su combustión en el hogar de
la caldera.
El equipo Marrari M75 es la alternativa portátil para medición
de humedad en tiempo real.
COMASA ha decidido hacer pruebas de desempeño del equipo
en los materiales Astillas, Corteza de pino y Aserrín. Se
utilizaron curvas de calibración existentes y se ajustaron curvas
locales. Los criterios de evaluación son el error promedio de las
muestras y con la finalidad de cuantificar la dispersión que
pudiera estar oculta detrás de un error bajo se utilizará la
desviación estándar de los errores. Los Valores máximos
admisibles son E < 2%; Desv. Est < 6%. Se lograron
satisfactorios resultados para todos los materiales con Errores
inferiores al 1% y Desviaciones estándar de los errores menores
al 4,5%.
2. JUSTIFICACION La medición de humedad en biomasa para
combustible es una actividad necesaria para
caracterizar volúmenes (acopios o flujos) de estos
materiales.
Dado que en función de esta variable (humedad) se
toman decisiones y acciones respecto del uso,
tratamiento, comercialización y manejo de los
materiales, no es posible prescindir de esta
medición e incluso actualmente la industria busca
la forma de obtener más y mejores datos, a menor
costo y tiempo posible.
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La medición de humedad se realiza normalmente utilizando estufas (hornos a 105ºC) bajo el
método de balance de masa, teniendo el inconveniente que los resultados se obtienen entre
20 y 24 horas después de iniciado el proceso de deshidratación de la muestra en el horno.
La medición de humedad realizada por el equipo Marrari M75, es instantánea y tiene la
capacidad de almacenar y procesar los datos gracias al software UMIDATA, proporcionando
al usuario información en tiempo real para la toma de decisiones en terreno, además de
reportes para la gestión comercial y operacional de la planta.
3. DESCRIPCION GENERAL DEL EQUIPO
Modelo : MARRARI M75
Rango de medida : 3-75% Base Húmeda
Pantalla : OLED alfanumérico de alta resolución.
Resolución : 0,1%.
Precisión Humedad : menor que 2%
Volumen de muestra : 35 litros
Capacidad de registro : 1000 lecturas.
Capacidad de registro de lotes : 100 lotes o cargas.
Conexión : USB para PC
Software para la presentación de informes y gráficos incluidos.
Indicación de Fecha y hora.
Energía : Batería recargable 8 horas de autonomía.
Peso del equipo : 5 kg
Dimensiones : 350 x 400 mm
4. DESARROLLO DE LA EVALUACION
Las muestras fueron colectadas y analizadas en terreno con el equipo Marrari M75, el jueves
03 de abril, se tomaron muestras de distintas pilas y distintos materiales, con diferentes
tiempos de almacenaje, con el objetivo de cubrir lo mejor posible los rangos de humedad,
materiales y granulometrías.
Los materiales medidos fueron Aserrín, astillas combustibles y
corteza de pino. Para cada uno de estos materiales se utilizó
una Función calibrada (Receta) previamente.
Del volumen utilizado para el análisis (35 lts) se realizó un
cuarteo obteniendo una submuestra que una vez rotuladas,
fueron analizas en el laboratorio de la Planta con el método
del balance de masa con secado en estufas a 105º, dato que
se considerará para este análisis como la humedad real.
Los criterios de evaluación son el Error promedio y la
desviación estándar de los Errores, se utiliza este segundo
criterio estadístico para visualizar posibles altas dispersiones
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que el promedio oculte. Vale decir un modelo será aceptable cuando el promedio de los
errores sea inferior al 2% (en valor absoluto) y su desviación estándar sea inferior al 6%.
Con la finalidad de observar la variabilidad la humedad determinada con el método de la
estufa se realizó para el material corteza de pino el análisis de humedad a 2 sub unidades
muestrales obteniéndose dos valores de humedad para cada batch de análisis (35 lts). La
estimación del M75 será comparada con el promedio aritmético de ambas medidas.
5. RESULTADOS
5.1. Resultados Evaluación de la estimación de humedad con el M75.
5.1.1. Resultados para el material Astillas combustibles.
Para el caso de las astillas, se asume que
principalmente las astillas combustibles son de la
especie Pino radiata. El equipo está parametrizado de
fábrica con dos curvas patrón para este material. Se
tomaron 15 muestras de las cuales 1 correspondió a
Astillas de Madera Nativa.
Con los datos de humedad obtenidos del laboratorio
se realizó un ajuste de una curva nueva (local) que
pudiera explicar mejor el comportamiento de la
humedad de la población muestreada.
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Bits
Comparación poblaciones base y COMASA
Base
comasa
Lineal (Base )
Lineal (comasa)
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Laboratorio
Dispersion Astillas Comb. Receta de Fabrica, sin considerar Astillas de Nativo
E Prom = 0,79%
σ = 2,39%
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Laboratorio
Dispersion Astillas Comb. Receta de Fabrica
E Prom = - 0,77%
σ = 4,71%
Se obtuvieron los siguientes resultados:
a) Evaluación para Astillas con curva de fábrica (Marrari)
Utilizando la curva de fábrica para astillas combustibles de pino, los resultados son
satisfactorios incluyendo dos muestras de astillas de madera nativa. (Muestras 10 y 14)
b) Evaluación para astillas con Curva local.
Previo al ajuste de una curva
local se evaluó
comparativamente los datos
obtenidos en COMASA (bits;
humedad de laboratorio) con
una serie de datos obtenidos
en otra planta de energía con
biomasa de la VIII región. Para
esto se construye una grafica
con las dispersiones que se
presenta a continuación:
Nativo
Astillas de madera Nativa (M 10)
Astillas de
madera Nativa
(M 14)
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M7
5
Laboratorio
Dispersion Astillas Comb. Receta de Fabrica, sin considerar Astillas de Nativo
E Prom = 1,03%
σ = 1,76%
54,47%53,52%
63,54%
40,84% 39,66%
52,23%
33,66% 31,35%
18,59%
45,87%
54,25%64,83%
35,04%
42,61%
52,47%
36,40%
30,75%
55,00%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
16 17 18 19 20 21 22 23 24
H 1 H 2
P. Oregon Triturado
Muestra H 1 H 2 Dif H prom
16 54,47% 45,87% 8,60% 50,17%
17 53,52% 54,25% -0,73% 53,89%
18 63,54% 64,83% -1,29% 64,18%
19 40,84% 35,04% 5,80% 37,94%
20 39,66% 42,61% -2,96% 41,14%
21 52,23% 52,47% -0,24% 52,35%
22 33,66% 36,40% -2,74% 35,03%
23 31,35% 30,75% 0,61% 31,05%
24 18,59% 55,00% -36,41% 36,80%
Error promedio -3,26%
Desviacion Est. 13,0%
En la grafica anterior (Comparación de poblaciones) se observa que el comportamiento de
las series de datos es distinto. Si bien confluyen en humedades bajas, en la medida que
aumenta la humedad las poblaciones de datos se separan sugiriendo que podría no existir
relación consistente entre una y otra. A la luz de este análisis es recomendable ajustar una
curva local para aumentar aún más la precisión de la medición de humedad de este material.
Resultados con Curva Local:
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20,00%
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Laboratorio
Dispersion Astillas Comb. Receta Local
E Prom = -0,16%
σ = 3,54%
Ajustada la curva con datos locales se observa que el estadígrafo desviación estándar mejora
significativamente. Si se no se consideran las muestras de madera nativa el resultado se
mantiene dentro de rango en el Error y la Desviación estándar disminuye a menos del 2%.
Recomendación: Uso de curva de fábrica y en paralelo aumentar tamaño de muestra para
ajuste de curva local, incluyendo las astillas de madera Nativa.
5.1.2. Resultados para el material Corteza de Pino
a) Evaluación de representatividad:
Dado que el material corteza de pino se presenta en formatos en que la granulometría es
altamente variable, se consideró evaluar la variación para un mismo batch de medición el
resultado del análisis con el método del balance de masa en estufa. Con este análisis se
cuantifica la dificultad intrínseca del método del horno para representar con exactitud la
humedad de una carga con una muestra de 200 g.
Nativo
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5
Laboratorio
Dispersión Corteza con receta base, sin considerar corteza de P. Oregon y triturado de bosques
E prom = 0,61%
σ = 4,3%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
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0 10000 20000 30000 40000
Hu
me
dad
Bits
Comparación poblaciones base y COMASA
Base
COMASA
Lineal (Base)
Lineal (COMASA)
La muestra 16 corresponde a Pino Oregón y la Muestra 18 corresponde a una mezcla de
triturado de bosques con corteza de pino radiata.
La medición de humedad en el material corteza representa intrínsecamente una dificultad
basada en la representatividad de la muestra (no en el método de determinación de la H).
Esta dificultad se cuantifica con el análisis anterior y muestra errores sobre el 3% con
desviaciones sobre el 10%.
La comparación con la medición del M75 se realizará con el promedio de H1 y H2.
b) Evaluación para corteza utilizando Curva Base.
La curva base fue construida con
una serie de 61 parejas de datos
del material corteza de pino de
dos plantas consumidoras de
biomasa. Se observa que al
eliminar de la serie local las
muestras correspondientes a Pino
Oregón y Triturado, esta curva (receta) es capaz de hacer correctas mediciones de humedad.
Error 0,61% y desviación estándar 4,3%.
El buen desempeño de la curva base
se explica con la grafica de
comparación de poblaciones donde se
puede apreciar como los datos
COMASA prácticamente se mezcla
con los datos base. Las líneas de
tendencia no muestras diferencias
significativas.
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Laboratorio
Dispersión Corteza con receta base
E prom = 3,02%
σ = 6,1%P. Oregón
Triturado
Corteza de Pino Oregón Triturado de Bosque
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Laboratorio
Dispersión Aserrin, receta base
E prom = -6,03 %
σ = 9,78%
0,00%
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M7
5
Laboratorio
Dispersión Aserrin, receta local
E prom = 0,45%
σ = 3,95%
Recomendación: Utilizar curva base para corteza de pino y en paralelo ajustar curva para
humedad de los materiales triturado de bosques y corteza de Pino Oregón.
5.1.3. Resultados para el material Aserrín.
Se realizó el análisis de comportamiento de las mediciones utilizando una curva base de la
zona de concepción. A su vez se generó una curva local con la finalidad de comparar
resultados y evaluar las diferencias.
Se observa en las graficas de dispersión que la curva
base tiene una pendiente distinta del comportamiento
de las humedades del aserrín evaluado en planta
COMASA Lautaro. Considerando lo anterior se evalúan
las mediciones con una curva local donde se observan
resultados significativamente mejores: 0,45% de error y desviación estándar de 3,95%.
5.2. Tabla resumen de resultados
Material Error Desviación Est.
Astillas -0,16% 3,54%
Corteza de pino 0,61% 4,30%
Aserrín 0,45% 3,95%
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6. CONCLUSIÓN
Para el tamaño de muestra considerado en esta evaluación se observa que con las curvas de
calibración utilizadas el error promedio es inferior al 1%, con esto es posible confirmar que el
equipo hace correctas estimaciones de humedad en los materiales aserrín, astillas
combustibles y corteza de pino.
Adicionalmente es posible afirmar que a la luz de los resultados el M75 podría constituir una
buena herramienta para la toma de decisiones en el manejo de cancha y control de
proveedores dada la rapidez del análisis y la representatividad que ofrece someter un
volumen de 35 lts en vez de 200 g.
Las curvas construidas son susceptibles de ser mejoradas agregando cada vez más datos de
laboratorio. Con esto es posible hacer cada vez mejores estimaciones.
Informe Elaborado para COMASA por:
Cristian Baldovino Sperberg
Codimap Ltda.