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1. Introducción  
El oxígeno es indispensable en los sistemas aeroespaciales, de defensa, médicos e industriales, pero también es uno de los medios más exigentes de manejar. A altas purezas y presiones elevadas, incluso una contaminación microscópica o un defecto de diseño pueden provocar una ignición que conduzca a fallos catastróficos.  
Los Bancos de Prueba de Componentes de Oxígeno son plataformas diseñadas específicamente para ofrecer una calificación completa, pruebas de aceptación y ensayos de I+D de todos los componentes del sistema de oxígeno: reguladores, válvulas, medidores de flujo, instrumentos, máscaras, dispositivos de seguridad y conjuntos integrados. Estos bancos están diseñados y fabricados conforme a las normas ASTM, NFPA, ISO y CGA, garantizando tanto la seguridad del operador como la fiabilidad de los componentes.  

A diferencia de los bancos de presión genéricos, estos están diseñados desde cero para la compatibilidad con oxígeno, incorporando ensamblaje limpio (ASTM G93 / CGA G-4.1), pruebas de fugas con espectrómetro de masas de helio (≤1×10−6 mbar·L/s) y sistemas de seguridad integrados, como orificios de llenado lento, filtros de partículas y reguladores de alivio integrados.  

2. Filosofía de Ingeniería y Seguridad  
Los bancos de prueba están construidos bajo tres principios fundamentales e innegociables:  

2.1. Limpieza ante todo  
   ▹ Todas las partes en contacto con el gas se limpian para oxígeno y se empaquetan doblemente.  
   ▹ La limpieza se valida mediante inspección ultravioleta e inspección de partículas/NVR.  

2.2. Seguridad por Diseño  
   ▹ Los reguladores de presión están equipados con válvulas de alivio integradas.  
   ▹ Los orificios de llenado lento evitan la ignición por compresión adiabática.  
   ▹ Los filtros de partículas de alta eficiencia reducen el riesgo de ignición por impacto de partículas.  
   ▹ Detectores de gas, paradas de emergencia y alarmas SCADA protegen al operador.  

2.3. Integridad Hermética  
   ▹ Cada componente se somete a detección de fugas con helio.  
   ▹ Los ensamblajes finales se prueban para detectar fugas, bloqueo y estabilidad.  

3. Arquitectura del Sistema  
• Medio: GOX 0–250 bar (300 bar opcional), N₂ seco para purga, aire comprimido para accionamiento.  
• Materiales: acero inoxidable 316L (electropulido), aleaciones Monel para alta resistencia a la ignición, sellos PTFE/PEEK.  
• Colectores: módulos de acero inoxidable con válvulas de apertura lenta, actuación neumática y ventilación hacia zonas seguras.  
• Instrumentación: transductores de presión de precisión, manómetros redundantes, elementos de flujo laminar, boquillas sónicas, termopares, analizadores de O₂.  
• Controles: PLC con SCADA, programación de recetas, informes automáticos de prueba (PDF/CSV).  
• Datos e Informes: trazabilidad de calibración (ISO 17025), registros de auditoría, resultados de aprobación o rechazo.  

4. Perfiles Detallados de Bancos de Prueba Individuales  

4.1 Banco de Pruebas de Reguladores de Oxígeno  
• Propósito: evaluar el rendimiento del regulador en ajuste de punto, caída de presión, bloqueo y deriva.  
• Física: previene la sobrepresión causada por fugas en el asiento o una regulación inestable.  
• Instrumentación: transductores de entrada/salida, controladores de flujo, termopares.  
• Pruebas: barridos de flujo, pasos de carga dinámica, monitoreo de deriva, ciclos de resistencia (más de 10,000).  
• Modos de fallo: fuga en el asiento, caída de presión excesiva, respuesta inestable.  
• Entregables: curvas de rendimiento P2 vs Q, certificados de resistencia, datos de fugas.  

4.2 Banco de Pruebas de Válvulas de Alimentación de Oxígeno  
• Propósito: caracterizar válvulas de aislamiento o alimentación.  
• Física: evita la ignición por impacto de partículas durante el cierre de la válvula.  
• Instrumentación: sensores de presión diferencial, medición de flujo, sensores de tiempo.  
• Pruebas: presión de apertura, fugas en el asiento, curvas Cv, tiempo de actuación, durabilidad.  
• Modos de fallo: apertura tardía, desgaste del asiento, sensibilidad a partículas.  
• Entregables: gráfico Cv, clase de fugas, registro de durabilidad.  

4.3 Banco de Pruebas de Válvulas de Control de Oxígeno  
• Propósito: evaluar válvulas servo o proporcionales.  
• Física: garantiza un flujo lineal y repetible sin calentamiento por fricción.  
• Instrumentación: sensores de posición de válvula, controladores de flujo másico, termopares.  
• Pruebas: linealidad, histéresis, respuesta dinámica, comportamiento de seguridad.  
• Modos de fallo: zona muerta, fugas, respuesta no lineal.  
• Entregables: gráficos de linealidad/histéresis, informes de fugas.  

4.4 Banco de Pruebas de Subsistemas de Oxígeno  
• Propósito: probar conjuntos integrados como paneles de oxígeno aeronáuticos.  
• Física: evita fugas en el sistema o fallos en válvulas de alivio.  
• Pruebas: comprobación de fugas, eficiencia de purga, validación de válvulas de alivio (ISO 4126), ciclos de resistencia.  
• Modos de fallo: fugas de ensamblaje, contaminación cruzada, válvulas de alivio mal ajustadas.  
• Entregables: informe de calificación del subsistema, certificados de válvulas de alivio.

4.5 Banco de Pruebas de Instrumentos de Oxígeno  
• Propósito: validar manómetros, transmisores y sensores en servicio de oxígeno.  
• Física: los instrumentos deben ser precisos y estar libres de contaminación.  
• Pruebas: calibración en 5 puntos, resistencia a sobrepresión, deriva durante 72–96 horas, verificación de limpieza.  
• Modos de fallo: deriva, contaminación, histéresis.  
• Entregables: certificados de calibración, análisis de deriva, informe de limpieza para oxígeno.  

4.6 Banco de Pruebas de Ángulo Aerotransportado  
• Propósito: simular entornos operativos de aeronaves.  
• Física: la orientación y las vibraciones afectan la estabilidad del equipo de oxígeno.  
• Pruebas: flujo a ±60° de inclinación/balanceo, simulación de turbulencia, vibración de 10–200 Hz.  
• Modos de fallo: inestabilidad de sellos, interrupción de flujo, fallos inducidos por vibración.  
• Entregables: mapas de orientación, datos de resistencia a la vibración.  

4.7 Banco de Pruebas de Componentes Generales de Oxígeno  
• Propósito: banco modular para componentes personalizados o prototipos.  
• Capacidad: colectores flexibles, instrumentación configurable.  
• Entregables: informes personalizados, conjuntos de datos basados en AMFE, resultados de investigación.  

4.8 Banco de Pruebas de Caudalímetros de Oxígeno  
• Propósito: calibrar caudalímetros de oxígeno (rotámetros, MFC, medidores de turbina).  
• Física: la calibración debe tener en cuenta la densidad y viscosidad del O₂.  
• Pruebas: calibración en 5–10 puntos, relación de reducción, sensibilidad a la contrapresión.  
• Modos de fallo: error sistemático, fallo de repetibilidad, sensibilidad térmica.  
• Entregables: certificados de calibración conforme a ISO 15002, curvas de corrección.  

4.9 Banco de Pruebas de Máscaras de Oxígeno  
• Propósito: garantizar que las máscaras respiratorias (aeronáuticas/médicas) suministren oxígeno seguro y sin fugas.  
• Física: las fugas o la resistencia comprometen el soporte vital.  
• Pruebas: fugas, resistencia a la inhalación/exhalación, simulación del ciclo respiratorio, pruebas de ajuste en cabeza artificial.  
• Modos de fallo: fugas excesivas, alta resistencia, mal ajuste.  
• Entregables: informe de fugas, datos de resistencia frente a flujo, certificación.  

4.10 Banco de Pruebas de Válvulas de Seguridad de Oxígeno  
• Propósito: validar válvulas de seguridad o alivio.  
• Física: las válvulas de alivio evitan la sobrepresión catastrófica en sistemas de oxígeno.  
• Pruebas: presión de apertura, cierre, descarga, capacidad de flujo.  
• Modos de fallo: presión de ajuste incorrecta, atascamiento, capacidad de alivio insuficiente.  
• Entregables: certificado de presión de ajuste, clase de fugas, verificación de flujo.  

5. Fundamentos Físicos del Diseño  
• Compresión adiabática: controlada mediante orificios de llenado lento y presurización en etapas.  
• Ignición por impacto de partículas: prevenida mediante filtración ≤2 μm y control de velocidad.  
• Calentamiento por fricción: mitigado mediante actuación controlada y aleaciones compatibles.  
• Análisis de riesgo de ignición: metodología NASA/WSTF aplicada a todos los diseños.  

6. Proceso de Limpieza (ASTM G93 / CGA G-4.1)  
   ▹ Limpieza previa (desmontaje, desengrase, limpieza con paños sin pelusa).  
   ▹ Limpieza con oxígeno (lavado acuoso/solvente, desengrase ultrasónico).  
   ▹ Enjuague (agua desionizada con conductividad <1 μS/cm).  
   ▹ Secado (soplado con nitrógeno filtrado).  
   ▹ Inspección (luz ultravioleta, hisopos NVR, conteo de partículas).  
   ▹ Empaque (sala limpia ISO 7/8, doblemente sellado y etiquetado).  

7. Flujo de Pruebas  
   ▹ Verificación previa y de limpieza.  
   ▹ Montaje en accesorios limpios para oxígeno.  
   ▹ Purga con nitrógeno seguida de purga con oxígeno.  
   ▹ Ejecución automatizada de pruebas según recetas preprogramadas.  
   ▹ Monitoreo continuo de seguridad (detectores, alarmas).  
   ▹ Registro de datos (adquisición de 10–100 Hz).  
   ▹ Generación automática de informes (gráficos, certificados).  

8. Aplicaciones  
• Aeroespacial y Defensa: reguladores de cazas, máscaras, unidades de distribución de oxígeno.  
• Medicina: medidores de flujo, máscaras y válvulas para hospitales y soporte vital.  
• Industria: producción de acero, fabricación de vidrio, procesos químicos con oxígeno.  
• I+D: validación de prototipos de nuevos diseños compatibles con oxígeno.

9. Especificaciones Técnicas (Configuración Base)  

  

    
Parámetro
    
Valor
    
Notas
  
  

    
Presión Máxima
    
250 bar (300 bar opcional)
    
Servicio GOX
  
  

    
Rango de Flujo
    
0–200 slpm
    
Extensión de boquilla sónica opcional
  
  

    
Sensibilidad de Fugas
    
≤1×10⁻⁶ mbar-L/s
    
Prueba de fugas con helio (MS)
  
  

    
Norma de Limpieza
    
ASTM G93 / CGA G-4.1
    
Verificada con UV y NVR
  
  

    
Sistema de Control
    
PLC–SCADA
    
Programable por recetas
  
  

    
Exportación de Datos
    
PDF, CSV, API
    
Trazabilidad de calibración
  
  

    
Materiales
    
SS316L, Monel, PTFE/PEEK
    
Solo compatibles con oxígeno
  
  

    
Normas
    
NFPA 53, ASTM G128, ISO 4126, ISO 15002
    
Cumplimiento total
  
  

10. Entregables  
• Bancos llave en mano (limpios para oxígeno y probados contra fugas)  
• Protocolos FAT y SAT  
• Certificados de calibración (trazables a ISO 17025)  
• Capacitación en operación y seguridad  
• Kits de repuestos con sellos y lubricantes compatibles con oxígeno  
• Soporte de actualización a largo plazo  

11. Ventajas  
• Cobertura Total: 10 bancos especializados para todos los componentes de oxígeno.  
• Seguridad sin Compromisos: construidos según estándares internacionales.  
• Precisión: instrumentación calibrada con trazabilidad completa.  
• Escalabilidad y Modularidad: configurables para prototipos y nuevas tecnologías.  
• Fiabilidad a Largo Plazo: diseñados para más de 15 años de uso seguro continuo.  

12. Conclusión  
Los Bancos de Prueba de Componentes de Oxígeno constituyen un ecosistema completo para la validación de sistemas de oxígeno, garantizando seguridad, fiabilidad y cumplimiento normativo en los sectores aeroespacial, de defensa, médico e industrial.  
Al combinar limpieza, estanqueidad, medición precisa y automatización, transforman las pruebas de oxígeno de un proceso de riesgo en una operación controlada, confiable y certificable.  
Estos bancos son la garantía de que cada componente de oxígeno puesto en servicio funcionará con seguridad bajo las condiciones más exigentes.