Ntp 111.004 1o1i9

NORMA TÉCNICA PERUANA

NTP 111.004 2003

Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales - INDECOPI Calle de La Prosa 138, San Borja (Lima 41) Apartado 145

Lima, Perú

GAS NATURAL SECO. Odorización NATURAL GAS. Odorization

2003-07-24 1ª Edición

R.0072-2003/INDECOPI-CRT.Publicada el 2003-08-08 I.C.S.: 75.180.01 Descriptores: Gas natural, gas natural seco, odorización

Precio basado en 14 páginas ESTA NORMA ES RECOMENDABLE

ÍNDICE

página ÍNDICE

i

PREFACIO

ii

INTRODUCCION

iv

1.

OBJETO

1

2.

REFERENCIAS NORMATIVAS

1

3.

CAMPO DE APLICACIÓN

2

4.

DEFINICIONES

2

5.

CANTIDAD DE ODORIZANTE A UTILIZAR

4

6.

REQUISITOS

4

7.

ENSAYOS

6

8.

ROTULADO

9

9.

MANIPULACIÓN Y TRANSPORTE

9

10.

ANTECEDENTES

9

ANEXOS ANEXO A ANEXO B ANEXO C

11 12 14

i

PREFACIO

A.

RESEÑA HISTÓRICA

A.1 La presente Norma Técnica Peruana ha sido elaborada por el Comité Técnico de Normalización de Gas Natural Seco, mediante el Sistema 2 u Ordinario, durante los meses de junio a diciembre de 2002, utilizando como antecedente a los indicados en el capítulo correspondiente.

A.2 El Comité Técnico de Normalización de Gas Natural Seco, presentó a la Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales –CRT-, con fecha 2003-01-07, el PNTP 101.004:2002 para su revisión y aprobación; siendo sometido a la etapa de Discusión Pública el 2003-05-22. No habiéndose presentado ninguna observación, fue oficializado como Norma Técnica Peruana NTP 101.004:2003 GAS NATURAL SECO. Odorización, 1ª Edición, el 08 de agosto del 2003.

A.3 Esta Norma Técnica Peruana ha sido estructurada de acuerdo a las Guías Peruanas GP 001:1995 y GP 002:1995.

B. INSTITUCIONES QUE PARTICIPARON EN LA ELABORACIÓN DE LA NORMA TECNICA PERUANA

Secretaría

Instituto de Petróleo y Gas IPEGA

Presidente

Wilfredo Salinas Ruiz-Conejo

Vicepresidente

Aldo Espinoza

Secretario

César Luján Ruiz

ENTIDAD

REPRESENTANTE

AGUAYTIA ENERGY DEL PERU SRL

Ernesto Bacigalupo Alexander Llanos Casas ii

EMPRESA ELECTRICA DE PIURA – EEPSA

Alberto Trujillo Pereda

PETRO-TECH PERUANA S.A.

Félix Ruiz

PLUSPETROL PERU CORPORATION S.A.

Aldo Espinoza Antonio Tella

CERÁMICA LIMA – CELIMA (Corporación Cerámica)

Rolando Alguiar Q.

DOE RUN PERU SRL – LA OROYA DIVISIÓN

Huver Huanqui Guerra

MINISTERIO DE ENERGIA Y MINAS- DGH (Dirección General de Hidrocarburos)

Luis Zavaleta Vargas Pablo Maldonado

PETROPERU S.A. OPERACIONES TALARA SUDAMERICANA DE FIBRAS S.A.

Daniel Díaz del Aguila Ricardo Tolentino

CERTIPETRO – FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Edgard Argumé Chavez Beatriz Adaniya H.

INSTROMET PERU S.A.C.

Julio Rodríguez Vada

SGS DEL PERU S.A.C.

Fernando Correa

UNIGAS-FIM UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Santiago Paredes Jaramillo

MEGATOTAL INGENIERIA SAC.

Harold Robillard Jorge Besio

QUÍMICA SUIZA S.A.

Juan Díaz Camargo Milan Pejnovic Kapa

PROCOBRE PERU S.A.

Ernesto Ulloa

GAS NATURAL DE LIMA Y CALLAO

Gilles Vaes

CONSULTOR

Máximo Uriburú Sosa

iii

INTRODUCCION

El gas natural seco entregado al distribuidor es inodoro. Por razones de seguridad dicho gas se odoriza con el propósito de ser advertido por el olfato a bajas concentraciones de gas en el aire detectando así posibles fugas del gas natural seco.

Los odorizantes utilizados para la odorización del gas natural seco deben cumplir con los requisitos básicos siguientes:

a)

Necesitan tener un olor intenso.

b) El olor debe ser característico y no confundirse con otros olores que aparezcan frecuentemente.

c) El olor será desagradable pero no demasiado repulsivo. Será el mismo en diferentes disoluciones de gas natural con aire.

d) El gas odorizado no será tóxico o irritante a niveles de concentración en los que se utiliza el odorizante y la incorporación del odorizante no generará niveles significativos de productos de combustión nocivos.

e) El odorizante será volátil y suficientemente estable tanto en fase gaseosa como durante el almacenamiento. No formará depósitos en los quemadores y dispositivos de seguridad.

La experiencia ha demostrado que los componentes de azufre orgánico como sulfuros (tioéter) y mercaptanos (tioles) con puntos de ebullición inferiores a 130 ºC, cumplen mejor estas exigencias básicas. Puesto que los mercaptanos primarios son fácilmente oxidados a disulfuros que tienen una intensidad de olor más bajo, los odorizantes de mercaptanos deben contener predominantemente mercaptanos secundarios y terciarios.

Se ha establecido que los componentes de azufre anteriores cumplen las exigencias básicas enumeradas en los apartados a) a e). Sin embargo, no debe excluirse la idoneidad de otros componentes por ejemplo, componentes sin azufre, siempre que estos cumplan estas exigencias básicas. ---oooOooo--iv

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GAS NATURAL SECO. Odorización

1.

OBJETO

Esta Norma Técnica Peruana establece los lineamientos técnicos mínimos que debe cumplir la odorización del gas natural seco, indicando la cantidad de odorizante, los requisitos, procedimientos de ensayo y recomendaciones de seguridad para los componentes de azufre orgánico adecuados para la odorización del gas natural, denominados a lo largo del texto como odorizantes.

2.

REFERENCIAS NORMATIVAS

Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto, constituyen requisitos de esta Norma Técnica Peruana. Las ediciones indicadas estaban en vigencia en el momento de esta publicación. Como toda Norma está sujeta a revisión, se recomienda a aquellos que realicen acuerdos basándose en ellas, que analicen la conveniencia de usar las ediciones recientes de las normas citadas seguidamente. El Organismo Peruano de Normalización posee, en todo momento, la información de las Normas Técnicas Peruanas en vigencia.

2.1

Norma Técnica Internacional

ISO 3015:1992

Productos del petróleo. Determinación del punto de niebla

2.2

Normas Técnicas de Asociación

2.2.1

ASTM D6273-98

Standard test method for natural gas odor intensity

NORMA TÉCNICA PERUANA

2.2.2

ASTM D6228-98

3.

CAMPO DE APLICACIÓN

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Standard test method for determination of compounds in natural gas and gaseous fuels by chromatography and flame photometric detection

Esta Norma Técnica Peruana se aplica para actividades de distribución de gas natural seco por ductos. El gas natural seco será odorizado al inicio del sistema de Distribución, es decir, inmediatamente después de recibido del sistema de transporte.

El gas natural seco también será odorizado cada vez que el concesionario del transporte suministre gas a consumidores finales que lo utilizan como combustible.

4.

DEFINICIONES

Para los propósitos de esta Norma Técnica Peruana se aplican las siguientes definiciones:

4.1 condiciones estándar: Referido a 101,325 KPa de presión absoluta y 288,15 K de temperatura. En el Anexo C se indican algunas equivalencias a estas unidades.

4.2 diluyente: Líquido orgánico, compuesto normalmente de hidrocarburos parafínicos, utilizado para reducir la concentración de un odorizante a un nivel adecuado para que la solución pueda inyectarse en el gas natural.

4.3 gas natural seco: Gas natural que carece o tiene pequeñas cantidades de hidrocarburos comercialmente recuperables como productos líquidos.

4.4 límite inferior de inflamabilidad (LII): Valor inferior de la concentración de gas natural seco disperso en el aire, debajo del cual no se presenta una mezcla

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inflamable. En el gas natural seco el límite inferior de inflamabilidad es el 5 % (cinco por ciento) en volumen de gas en aire.

4.5 límite superior de inflamabilidad (LSI): Valor superior de la concentración del gas natural seco disperso en el aire, arriba del cual no se presenta una mezcla inflamable. Para el gas natural seco el límite superior de inflamabilidad es del 15 % (quince por ciento) en volumen de gas en aire.

4.6 odorización: Normalmente el gas natural seco es inodoro, por lo tanto, es necesario añadir un odorante al gas que se alimenta al sistema de distribución por razones de seguridad para, de esta manera, detectar su presencia por olor.

4.7 odorizante: Producto químico orgánico o combinación de productos químicos sumamente olorosos, añadidos al gas natural seco en bajas concentraciones y que proporciona un olor propio y característico de advertencia (normalmente desagradable) de forma que pueden detectarse las fugas de dicho gas en concentraciones por debajo de su limite inferior de inflamabilidad.

Actualmente los odorizantes comercialmente utilizados pertenecen a las siguientes clases de sustancias:

a)

sulfuros alquílicos (tioéter alquílico) disulfuros simétricos, por ejemplo, C2H5-S-C2H5 disulfuros asimétricos, por ejemplo, CH3-S-C2H5

b)

sulfuros cíclicos (tioéter cíclico), por ejemplo, C4H5-S

c)

mercaptanos alquílicos (tioles) mercaptanos primarios, por ejemplo, C2H5-SH mercaptanos secundarios, por ejemplo, (CH3)2CH-SH mercaptanos terciarios, por ejemplo, (CH3)3C-SH

En el Anexo A se lista compuestos de azufre orgánico con fórmula química y punto de ebullición respectivamente.

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4.8 punto de niebla: Temperatura a la que puede aparecer primero una nube de cristales en un líquido cuando se enfría en condiciones específicas.

5.

CANTIDAD DE ODORIZANTE A UTILIZAR

Es un requisito que el gas natural seco en el aire sea rápidamente detectable por el olfato cuando las concentraciones alcancen una quinta parte del límite inferior de inflamabilidad (LII).

El LII se considera normalmente como un contenido de volumen de gas natural seco en el aire del 5 %; por lo tanto, el contenido de odorizante debe rápidamente ser detectado en una concentración del 1,0 % de gas natural seco en volumen de aire por una persona con un sentido normal del olfato.

La consideración anterior referente a una persona con un sentido normal del olfato queda establecido según la ASTM D 6273.

Las concentraciones antes indicadas están referidas a las condiciones estándar del gas natural seco.

6.

REQUISITOS

La responsabilidad de cumplir los requisitos que se mencionan a continuación corresponde al fabricante o proveedor del producto químico, proporcionando además la debida documentación al cliente de acuerdo al apartado 7.2.

6.1 Composición: En las condiciones del apartado 7.3, el contenido en masa de componentes de azufre orgánico en el odorizante no diluido, debe ser superior o igual al 95%. Al menos el 80 % del contenido en masa de estos componentes de azufre estará formado por sulfuros (tioéter) o mercaptanos secundarios o terciarios (tioles).

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Se deberá declarar la composición del odorizante, y cuando sea necesario, el valor de la disolución.

NOTA: Los mercaptanos primarios -en particular el metil-mercaptano y el etil-mercaptano- se oxidan con más facilidad que los mercaptanos secundarios o terciarios por indicios de oxígeno en el gas y por óxido de hierro, por ejemplo, en la forma del polvo del tubo. Por esta razón, se recomienda que se minimice el contenido de mercaptanos primarios en los odorizantes.

6.2 Punto de niebla: En las condiciones del apartado 7.4, el punto de niebla del odorizante sin secar, debe ser inferior a –30 ºC.

6.3 Punto de ebullición: En las condiciones del apartado 7.5, el punto de ebullición de los componentes de los odorizantes y diluyentes no debe ser superior a 130 ºC.

6.4 Residuo de evaporación: En las condiciones del apartado 7.6 el contenido en masa del residuo de evaporación, debe ser inferior al 0,2 %.

6.5 Materia insoluble: En las condiciones del apartado 7.7, los odorizantes no deben contener ninguna materia insoluble visible.

6.6 Solubilidad en agua: Cuando el odorizante se añade al agua según se indica en el apartado 7.8, menos del 2 % en volumen del odorizante será soluble.

7.

ENSAYOS

7.1 Muestra en ensayos: Para ensayos de conformidad, el fabricante o proveedor debe entregar a un laboratorio calificado de ensayos, al menos 0,5 litros de una

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muestra representativa del odorizante líquido aceptable tanto para el fabricante como para el comprador.

7.2 Documentación de ensayos: El fabricante o proveedor debe proporcionar la siguiente documentación:

a)

Un impreso de datos de seguridad del odorizante.

b)

Detalles completos de la composición del odorizante.

7.3 Determinación de la composición: En la determinación de la composición del odorizante se utilizará la ASTM D 6228.

7.4 Determinación del punto de niebla: El punto de niebla se determinará de acuerdo a la ISO 3015 excepto que se tenga en cuenta la formación de niebla por agua, contraria al procedimiento indicado en dicha norma; por esta razón la muestra no se filtra, ni se seca. Se sumerge directamente el recipiente de prueba en su envolvente en el baño nº 4 indicado en la Tabla 2 de la ISO 3015 con una temperatura comprendida entre -52 ºC y 49 ºC. Cuando la temperatura del odorizante alcance los -30 ºC, se retira el recipiente de ensayos de su envolvente, sin deteriorar la muestra, y se comprueba el enturbamiento.

7.5 Determinación del punto de ebullición: En la Tabla 1 del Anexo A se indican los puntos de ebullición de los componentes de azufre como odorizantes.

7.6 Determinación del residuo de evaporación: Se introduce una tubería de entrada de gas provista con una llave de paso en el cuello de un matraz de dos bocas con fondo redondo, con un volumen de aproximadamente 25 ml de forma que la tubería quede próxima al fondo del matraz. Se recomienda que para estanquizar las conexiones con cristal esmerilado se utilicen envolventes de PTFE (politetrafluoretileno) o de otro material no reactivo y no absorbente en lugar de grasa o llaves de corte con tapones de PTFE. Se pesa el conjunto con una precisión de 1 mg (m0). Utilizando una pipeta o jeringuilla, transferir 5 ml aproximadamente del odorizante al matraz. Se pesa el matraz cerrado (m1) para determinar la masa de la muestra de odorizante.

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Se conecta la tubería de entrada de gas a una alimentación de gas inerte, por ejemplo, nitrógeno, para evitar la oxidación de los mercaptanos. Se conecta la salida de gas a un dispositivo de absorción en frío o a un frasco de absorción lleno con carbón activo para retener el odorizante evaporado. Se evapora el odorizante pasando a través del matraz una corriente de gas inerte a aproximadamente 20 ml/min, que se calienta en un baño de agua a una temperatura de aproximadamente 20 ºC a 30 ºC por debajo del punto de ebullición del odorizante (véase Anexo A). Para odorizantes con puntos de ebullición superiores, puede acelerarse la determinación reduciendo la presión. Esto se consigue conectado la salida de la trampa fría o el frasco de absorción a una bomba de vacío, y sustituyendo la entrada del tubo de gas por un capilar fino para evitar el retraso en la ebullición. Limpiar el capilar con un gas inerte, por ejemplo, nitrógeno, para evitar la oxidación de los mercaptanos.

Cuando se ha evaporado todo odorizante visible, se cierran las llaves de paso, se seca cuidadosamente el matraz permitiendo que vuelva a la temperatura ambiente y se pesa (mE1). A continuación se prosigue con la evaporación durante 15 minutos en las condiciones antes mencionadas. Se continua pesando y evaporando hasta que la diferencia en masa entre las dos últimas pesadas (mE(n+1) - m En) sea inferior a 1 mg. Se calcula el residuo de evaporización R del último valor (mE(n+1)) y la masa de la muestra utilizada, con una tolerancia de 0,01 %, a partir de la siguiente ecuación:

R

m E  n 1  m 0 m1  m0

x100

7.7 Inspección visual de sólidos o materia suspendida: En un tubo de ensayo normal de aproximadamente 15 mm de diámetro interno, se toma una muestra de aproximadamente 20 ml de odorizante y después de la agitación y de un tiempo de sedimentación de 15 min, se comprueba, contra una fuente de luz, la ausencia de materia insoluble.

7.8 Determinación de la solubilidad en agua: Se añaden en una probeta de cristal graduada (véase la Figura 1), 5 ml de odorizante a 50 ml de una solución del 10 % de cloruro de sodio en agua con un dispositivo de toma a tierra. Se mide el volumen de odorizante en la parte graduada de la probeta, estando ésta en posición vertical (V1).

…..dimensiones en milimetros 300 50

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FIGURA 1 – Probeta para la determinación de la solubilidad

La probeta se mantiene horizontal durante 24 horas en un baño de agua controlado termostáticamente a una temperatura de 10 ºC  1 ºC; a continuación se vuelve a medir el volumen de odorizante en la parte graduada del cilindro (V2) y se calcula la solubilidad S con una tolerancia de 0,1% utilizando la siguiente ecuación.

S

8.

V1  V2 x100 V1

ROTULADO

Los envases de odorizantes deben estar claramente rotulados de acuerdo a reglamentos de seguridad y transporte. El rotulado que normalmente incluye es el siguiente:

a)

El nombre y la marca comercial registrada del fabricante del odorizante.

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b)

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La denominación y composición del odorizante.

c) Las instrucciones de seguridad y manipulación (por ejemplo, clasificación del riesgo).

9.

MANIPULACIÓN Y TRANSPORTE

Los odorizantes se suministran acompañados de un impreso de seguridad de acuerdo con los requisitos del país.

Cuando se manipulen los odorizantes se utilizará un adecuado equipamiento protector para las personas, tal cual como se indica en el impreso de datos de seguridad.

En el Anexo B se recomiendan medidas generales de seguridad para los odorizantes orgánico azufrados; prevaleciendo las medidas específicas de seguridad que recomiende el fabricante.

10.

ANTECEDENTES

10.1

NTP 111.001:2002

Gas Natural Seco. Terminología básica

10.2

NTP 111.002:2002

Gas Natural Seco. Calidad.

10.3

UNE-EN-ISO 13734:1999

Gas Natural. Compuestos orgánicos de azufre como odorizantes. Requisitos y métodos de ensayo

10.4

ASME-B31.8:1999

Gas transmisión systems.

and

distribution

piping

NORMA TÉCNICA PERUANA

10.5

NOM-006:1999

10.6 N.A.G. 100:1993 transporte y distribución de gas natural.

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Odorización del gas natural

Normas Argentinas mínimas de seguridad para el

10.7 Reglamento Peruano de Distribución de Gas Natural por Red de Ductos del 1509-1999 y sus posteriores modificaciones hasta el año 2001. D.S.042-99-EM.

10.8

Manual de Química y Física 67ª Edición

ANEXO A (INFORMATIVO)

TABLA 1 - Principales componentes de azufre con su correspondiente fórmula química y punto de ebullición Componentes de azufre Metil mercaptano (metanotiol)

Fórmula

Punto de ebullición (ºC)1)

CH3SH

6,2

NORMA TÉCNICA PERUANA

Etil mercaptano (etanotiol) Dimetil sulfuro (dimetil tioéter) Isopropil mercaptano (2-propanotiol)

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C2H5SH

35

CH3SCH3

37,3

(CH3)2CHSH

52,5

(CH3)3CSH

64,2

C3H7SH

67 a 68

CH3SC2H5

66,6

Sec-butil mercaptano (2-butanotiol)

CH3CH(SH)C2H5

85

Isobutil mercaptano (2-metilo-1-propanotiol)

(CH3)2CHCH2SH

88,7

Dietil sulfuro (Dietil tioéter)

(C2H5)2S

92,1

n- butil mercaptano (1-butanotiol)

C4H9SH

98,4

C4H8S

121,1

C5H11SH

126,6 (613 mbar)

Tributil mercaptano (2-metil-2-propanotiol) n-propil mercaptano (1-propanotiol) Metil etil sulfuro (metil etil tioéter)

Tetrahidrotiofeno (1-pentanotiol) n- pentil mercaptano (1-pentanotiol)

1. Manual de Química y Física, 67ª Edición CRC Press, Boca Raton, Florida, USA (1986 – 1987)

ANEXO B (INFORMATIVO)

MEDIDAS GENERALES DE SEGURIDAD A continuación se describen medidas generales de seguridad para el manejo de los odorizantes azufrados; prevaleciendo las medidas específicas de seguridad que recomiende el fabricante.

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B.1

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Medidas de seguridad

B.1.1 Para prevenir la combustión accidental de los vapores del odorizante se debe utilizar herramientas a prueba de chispa cuando se trabaje en equipos de odorización, y los trabajadores que laboren en el área no deben utilizar botas de seguridad con casquillo metálico expuesto.

B.1.2 El equipo de odorización y sus tuberías deben ser fabricados con materiales resistentes a los componentes de los odorizantes para evitar la corrosión.

B.2

Derrames

B.2.1 Cuando se detecte un derrame de odorizante, este debe neutralizarse mediante la aplicación de una sustancia química, por ejemplo, mediante la adición de una solución acuosa de hipoclorito de sodio. Asimismo, debe utilizarse un agente evanecente para enmascarar el olor, así como, tierra, arena fina o aserrín, para absorber dicho odorizante o el producto que recomiende el fabricante.

B.2.2 La eliminación del odorizante puede efectuarse por oxidación o por absorción, mediante compuestos como lejía, agua oxigenada y permanganato de potasio. B.2.3 No deben agregarse los oxidantes en altas concentraciones sobre el odorizante derramado ya que la reacción sería violenta y podría causar accidentes.

B.3

Almacenamiento

B.3.1 Los recipientes que contienen al odorizante deben ser almacenados en lugares cubiertos, secos y bien ventilados. No deben exponerse a los rayos solares.

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B.3.2 Los recipientes se deben enfriar adecuadamente antes de ser abiertos para no provocar una fuga de odorizante en fase vapor, ya que la presión de vapor aumenta rápidamente con el incremento de la temperatura.

B.4

Seguridad del personal

B.4.1 El personal que ejecute operaciones de odorización debe usar prendas apropiadas que resistan el posible o con el odorizante, las cuales deben lavarse después de su utilización.

B.4.2 El equipo mínimo de seguridad adecuado para el personal que está en o con el odorizante debe ser el siguiente:

-

Guantes, botas y delantal confeccionados con cloruro de polivinilo.

Gafas protectoras de hule especial (recomendado por el fabricante del producto).

-

Mascarilla con filtro de absorción para componentes orgánicos.

Ante cualquier o del odorizante con la piel debe lavarse de inmediato el área afectada con agua.

ANEXO C (INFORMATIVO)

TABLA DE UNIDADES

Unidades de presión

101,325 kPa =

1

atmósfera

NORMA TÉCNICA PERUANA

NTP 111.004 14 de 14

=

1013 milibar

=

15 ºC

Unidades de temperatura

288,15 K