Un pie cúbico estándar ( scf ) es una unidad que representa la cantidad de gas (como el gas natural ) contenida en un volumen de un pie cúbico en condiciones de temperatura y presión de referencia. Es la unidad comúnmente utilizada cuando se sigue el sistema habitual , una colección de estándares establecidos por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . Otra unidad utilizada con el mismo fin es el metro cúbico estándar ( Sm 3 ), derivado de las unidades SI , que representa la cantidad de gas contenida en un volumen de un metro cúbico en diferentes condiciones de referencia. [1] Las condiciones de referencia dependen del tipo de gas y difieren de otras condiciones estándar de temperatura y presión .
El scf y el scm son unidades de cantidad molecular para gases que se pueden usar con la ley de los gases ideales para calcular la cantidad por unidad de volumen para otras presiones y temperaturas. A pesar de la etiqueta "estándar", existen diversas definiciones, dependiendo principalmente del tipo de gas. Dado que, para un volumen dado, la cantidad es proporcional a la presión y la temperatura , cada definición fija valores base para la presión y la temperatura.
Dado que el gas natural es una mezcla imprecisa de varias especies moleculares, principalmente metano pero con proporciones variables de otros gases, un pie cúbico estándar de gas natural no representa una unidad precisa de masa, sino una cantidad molecular, expresada en moles .
Para los gases de petróleo, el pie cúbico estándar (scf) se define como un pie cúbico de gas a 60 °F (288,7 K; 15,56 °C) y a una presión de aire normal al nivel del mar. La definición de presión difiere según las fuentes, pero todas se aproximan a la presión del aire normal al nivel del mar.
El metro cúbico estándar de gas (scm) se utiliza en el contexto del sistema SI . Se define de manera similar como la cantidad de gas contenida en un metro cúbico a una temperatura de 15 °C (288,150 K; 59,000 °F) y una presión de 101,325 kilopascales (1,0000 atm; 14,696 psi). [1]
La conversión de unidades de volumen entre el pie cúbico estándar y el metro cúbico estándar no es exacta, ya que la temperatura base y la presión utilizadas son diferentes, pero en la mayoría de situaciones prácticas se puede ignorar la diferencia. Al comparar el mismo volumen entre el metro cúbico estándar de 15 °C (288,15 K) y 101,325 kPa con el pie cúbico estándar de 60 °F (288,71 K) y 14,73 psi (101,56 kPa), se obtiene un error del 0,04%. Un pie cúbico estándar en el sistema consuetudinario de EE. UU. equivale aproximadamente a 0,02833 metros cúbicos estándar en el sistema SI.
En la industria del gas natural, donde las cantidades a menudo se expresan en pies cúbicos estándar, los múltiplos grandes de pies cúbicos estándar generalmente no se expresan con prefijos métricos , sino con prefijos basados en números romanos, donde a menudo se omite la s de "estándar". Las unidades comunes de volúmenes de gas incluyen ccf (cien pies cúbicos estándar), Mcf (mil pies cúbicos estándar) y MMcf (millones de pies cúbicos estándar). [3] La "M" se refiere al número romano de mil, mientras que una "M" doble ("MM") representa mil miles o un millón. También se utilizan Bcf (mil millones de pies cúbicos estándar), Tcf (billones de pies cúbicos estándar), Qcf (cuatrillones de pies cúbicos estándar), etc.
La Conferencia Nacional de Pesos y Medidas , una organización sin fines de lucro con sede en EE. UU. que trabaja en cooperación con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU., ha definido un conjunto de estándares en un reglamento titulado "Reglamento uniforme para el método de venta de productos básicos". ". [4] Este reglamento define un pie cúbico estándar, para gases comprimidos o licuados en cilindros recargables distintos del GLP , como: "Un pie cúbico estándar de gas se define como un pie cúbico a una temperatura de 21 °C (70 °F) y una presión de 101,325 kilopascales [kPa] (14,696 psia)". [4]
Sin embargo, se utilizan otras definiciones para el gas industrial , [5] donde, en los EE. UU., un pie cúbico estándar para uso de gas industrial se define en 70 °F (21,1 °C) y 14,696 psia (101,325 kPa), mientras que en Canadá, un metro cúbico estándar para uso de gas industrial se define a 15 °C (59 °F) y 101,325 kPa (14,696 psia).
Un volumen real se puede convertir a un volumen estándar usando la siguiente ecuación: [6] [7]
Dónde,
Ejemplo: ¿Cuántos pies cúbicos estándar hay en 1 pie cúbico de gas a 80 °F y una presión manométrica de 50 psi? (suponiendo que hay 13,6 psi de presión atmosférica e ignorando la súper compresibilidad)
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