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Análisis inmediato

Introduzca las pesadas de los crisoles de los ensayos de humedad, cenizas y volátiles para obtener el carbono fijo por diferencia en todas las bases, o la pérdida por calcinación de un mineral, con una estimación del poder calorífico.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

Verificación
Material
Humedad (estufa a 105 °C)
Cenizas (mufla con aire)
Materia volátil (crisol tapado, sin aire)
Base tal como se recibe

Pesadas en balanza analítica (0,1 mg), con alrededor de 1 g de muestra molida. En la mufla a 900–950 °C use pinzas largas, guantes térmicos y pantalla facial; los volátiles salen como gas inflamable.

—Carbono fijo, base seca
—

Composición en cada base

Humedad, cenizas, materia volátil y carbono fijo, sumando 100% en cada base.

Toque el gráfico para ver los valores.

Resultados en las cuatro bases

Conversiones según ASTM D3180: los ensayos miden en la base tal como se analiza.

Siguiente paso

Lleve los resultados de esta página a otra calculadora, con los campos ya rellenados.

La memoria reúne entradas, resultados, ecuaciones, hipótesis y referencias de esta página, con campos para proyecto, responsable y revisión. El informe completo incluye también los gráficos y las interpretaciones, en color. En la ventana de impresión, elija Guardar como PDF.

Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

Humedad M = (m₁ − m₂) ÷ (m₁ − m₀) × 100; cenizas A = (m₅ − m₃) ÷ (m₄ − m₃) × 100; volátiles MV = (m₇ − m₈) ÷ (m₇ − m₆) × 100 − M; CF = 100 − M − A − MV
Bases (ASTM D3180): seca X_d = X_ad · 100 ÷ (100 − M_ad); seca sin cenizas X_daf = X_ad · 100 ÷ (100 − M_ad − A_ad); tal como se recibe X_ar = X_d · (100 − M_ar) ÷ 100
PCS estimado, base seca (Parikh et al., 2005): PCS = 0,3536 · CF + 0,1559 · MV − 0,0078 · A (MJ/kg, % en base seca)
Pérdida por calcinación (muestra seca): PPC = (m₁ − m₂) ÷ (m₁ − m₀) × 100

Hipótesis y límites

  • Los tres ensayos usan la misma muestra de análisis, molida y secada al aire; la humedad medida es la de esa muestra. La humedad total del lote procede de un ensayo propio y solo sirve para la base tal como se recibe.
  • Temperaturas, tiempos y granulometría siguen la norma del material (ASTM D3173/D3174/D3175 para carbón y coque, ASTM D1762 para carbón vegetal, ISO 18134/18122/18123 para biomasa). Normas distintas dan volátiles distintos: indique siempre la norma usada.
  • El PCS por la correlación de Parikh es una estimación (error medio del 3% al 4% en los datos de los autores) y no sustituye a la bomba calorimétrica (ASTM D5865, ISO 1928, ISO 18125). La pérdida por calcinación supone muestra seca y no corrige la ganancia por oxidación.

Normas y documentos técnicos

  • ASTM D3172: Standard Practice for Proximate Analysis of Coal and Coke
  • ASTM D3173: Moisture in the Analysis Sample of Coal and Coke; ASTM D3174: Ash in the Analysis Sample of Coal and Coke from Coal; ASTM D3175: Volatile Matter in the Analysis Sample of Coal and Coke
  • ASTM D3180: Standard Practice for Calculating Coal and Coke Analyses from As-Determined to Different Bases
  • ASTM D1762: Standard Test Method for Chemical Analysis of Wood Charcoal
  • ISO 17246: Coal — Proximate analysis; ISO 562 (volatile matter); ISO 1171 (ash); ISO 11722 (moisture)
  • ISO 18134-3, ISO 18122 and ISO 18123: Solid biofuels — moisture, ash and volatile matter
  • Parikh, J.; Channiwala, S. A.; Ghosal, G. K. A correlation for calculating HHV from proximate analysis of solid fuels. Fuel 84 (2005) 487–494

Legislación y reglamentos en España y la UE

  • UNE-EN ISO 18134-3, UNE-EN ISO 18122 y UNE-EN ISO 18123: biocombustibles sólidos — humedad, cenizas y materia volátil
  • UNE-EN ISO 17225-1: biocombustibles sólidos — especificaciones y clases de combustibles
  • Real Decreto 773/1997: equipos de protección individual

Preguntas frecuentes

¿Qué es el análisis inmediato?

Es la división de un combustible sólido en cuatro partes: humedad, cenizas, materia volátil y carbono fijo. Las tres primeras se miden por la pérdida o el residuo de masa en estufa y mufla; el carbono fijo es lo que falta hasta el 100%. Sirve para comparar carbones, coques y biomasas, controlar la carbonización y comprar combustible por calidad.

¿Cómo interpreto el resultado del ejemplo?

El carbón vegetal del ejemplo tiene un 5,30% de humedad en la muestra de análisis, un 1,04% de cenizas, un 24,32% de volátiles y un 74,63% de carbono fijo en base seca. El carbono fijo está en el intervalo habitual del carbón siderúrgico, del 70% al 80% en base seca. Tal como se recibe, con un 7% de humedad, el carbono fijo baja al 69,41%.

¿Qué diferencia hay entre base seca, tal como se recibe y sin cenizas?

La base tal como se recibe incluye toda la humedad del lote, la seca excluye el agua y la seca sin cenizas excluye también las cenizas. El mismo material da números distintos en cada base, por eso un informe sin la base no se puede comparar. Para comparar lotes y proveedores, use la base seca.

¿Por qué el carbono fijo se calcula por diferencia?

Porque es lo que queda tras salir el agua y los volátiles, menos las cenizas, y no hay un ensayo directo sencillo para él. Por eso, cualquier error en las otras tres medidas pasa entero al carbono fijo. Pesar con balanza de 0,1 mg y enfriar los crisoles en el desecador es imprescindible.

¿Qué temperaturas y normas se usan?

Humedad a 104–110 °C. Cenizas a 700–750 °C para carbón (ASTM D3174), 550 °C para biomasa (ISO 18122) y 750 °C para carbón vegetal (ASTM D1762). Volátiles en crisol tapado durante 7 minutos a 950 °C (ASTM D3175) o 900 °C (ISO 562 e ISO 18123). Indique siempre la norma en el informe.

¿Se puede saber el poder calorífico con el análisis inmediato?

Se puede estimar. La calculadora usa la correlación de Parikh, que en el ejemplo da 30,2 MJ/kg en base seca para el carbón vegetal, con un error típico del 3% al 4%. Para contratos, compras o balances de energía, mídalo en bomba calorimétrica.

¿Cuáles son los errores más habituales?

Dejar enfriar el crisol fuera del desecador (absorbe humedad), abrir la mufla durante el ensayo de volátiles (el aire quema carbono y aumenta la pérdida), usar muestra poco molida o mal homogeneizada y mezclar resultados de normas distintas. En la pérdida por calcinación de menas con hierro, la oxidación puede incluso aumentar la masa.