Guía de caudalímetros

Los caudalímetros o medidores de caudal, no solo garantizan secuencias de procesos sin errores en el ámbito de la gestión del agua y de las aguas residuales, sino también en las industrias química y farmacéutica, en la industria alimentaria y en la ingeniería mecánica.

Así, se encuentran en cualquier lugar en el que es preciso medir el flujo de líquidos o gases; es decir, cualquier tipo de fluido. Consulta nuestra guía para descubrir los caudalímetros y sensores de caudal que existen, las aplicaciones para las que son adecuados y lo que hay que tener en cuenta a la hora de comprarlos e instalarlos.

Los cuadalímetros o medidores de caudal sirven para detectar y medir el paso de un fluido. La mayoría de los caudalímetros miden 2 magnitudes:

• La cantidad de líquido o gas que fluye a través de un punto determinado en una canalización, tubería cerrada, de una zanja abierta o canales abiertos de desagüe. Este valor puede ser contabilizado en volumen (litros) o masa (kilos).
• La velocidad a la que circula el fluido o la cantidad de fluido por unidad de tiempo, llamado caudal.

El sensor de caudal registra propiedades físicas o químicas, como la temperatura, la presión y la velocidad que, a continuación, se utilizan para calcular el caudal másico o volumétrico. Por su parte, el transmisor procesa los valores medidos y los convierte en una señal eléctrica y, después, transmite dicha señal a un ordenador o a un componente que detiene o regula el caudal. El principio de medición y el sensor utilizado varían en función del tipo de que se trate.

Los caudalímetros y los sensores de caudal se utilizan principalmente en la gestión de líquidos y gases, pero también sirven para muchas otras tareas. Así, pueden utilizarse para optimizar y automatizar numerosos procesos en el sector industrial. Por ejemplo, los caudalímetros evitan que los depósitos se desborden cuando se llenan de gasóleo de calefacción o de gasolina, o bien controlan las proporciones y cantidades correctas en las reacciones químicas.

Aunque coloquialmente se habla siempre de caudalímetros, cabe distinguir dos tipos básicos: los caudalímetros mecánicos y los electrónicos.

Caudalímetros mecánicos

Los caudalímetros mecánicos de desplazamiento positivo, mueven volúmenes iguales de fluido desde la entrada hasta la salida del equipo, utilizando componentes rotativos como pueden ser ruedas ovaladas, pistón rotativo, disco oscilante, etc, alojados en una cámara de medición. Estos contadores se caracterizan por su alta precisión y capacidad de repetibilidad en la medida, insensible a las vibraciones o cambios de presión.

Se utilizan en la industria química y petroquímica, así como en la industria de los aceites minerales y en la alimentaria, donde miden y dosifican gases o líquidos de forma exacta.

Caudalímetros de turbina

Los caudalímetros de turbina se trata de una de las soluciones más económicas, cuenta el flujo de material mediante una hélice que gira cuando el flujo incide sobre ella. La velocidad de giro es proporcional al caudal y, para medirla, se usa un captador que genera pulsos al girar la hélice. Estos contadores se utilizan con frecuencia como contadores de agua domésticos.

Caudalímetros electrónicos

Los caudalímetros electrónicos, utilizan métodos muy diversos y cada uno de ellos resulta más ventajoso o adecuado para fines distintos. Básicamente, aquí se distingue entre caudalímetros másicos y volumétricos. Los caudalímetros másicos de efecto Coriolis miden los líquidos y los gases de, por ejemplo, surtidores y sistemas de medición. Los caudalímetros másicos térmicos se utilizan en la industria, pues resultan especialmente adecuados para medir flujos de gas. Los caudalímetros que utilizan el método de la presión diferencial, así como los caudalímetros de flotador, los caudalímetros electromagnéticos y los caudalímetros ultrasónicos, miden el flujo volumétrico, por ejemplo, en plantas de aguas residuales o plantas químicas, así como en la producción de alimentos.

• Gas: caudalímetros ultrasónicos, de turbina, de presión diferencial, de desplazamiento, térmicos y Coriolis.
• Líquidos: caudalímetros ultrasónicos, de turbina, de presión diferencial, de desplazamiento, térmicos, Coriolis y electromagnéticos.
• Vapor: caudalímetros ultrasónicos, de flotador y de vórtice.
• Suspensión/dispersión: Caudalímetros ultrasónicos, electromagnéticos y Coriolis.

Como todos sabemos, un kilo de oro pesa lo mismo que un kilo de plumas. Sin embargo, a diferencia de la masa, el volumen varía en gran medida como consecuencia de la densidad.

En este caso, es preciso conocer exactamente cuál de las dos magnitudes físicas se desea medir, lo que depende de los medios que van a medirse y del propósito de la medición. Por ejemplo, no sirve de nada medir el caudal volumétrico de sustancias compresibles, pues este varía en función del estado. Por otro lado, las burbujas de un líquido no compresible también influyen en el volumen. En ambos casos, resulta más práctico o conveniente determinar el caudal másico.

Por ejemplo, cuando se envasan productos que se venden por peso, la masa es un factor importante, mientras que, en la industria de las bebidas, el llenado de botellas mide la entrada de volumen. Los medidores volumétricos también se utilizan para aplicaciones de llenado de depósitos, identificando cuando se alcanza un volumen determinado. A su vez, el número de moléculas, es decir, su masa, representa un elemento decisivo para el correcto desarrollo de algunas reacciones químicas. En consecuencia, el método de medición adecuado varía de un caso a otro.

Existen numerosos caudalímetros, pero cada uno de ellos es adecuado para diferentes tareas. La elección correcta del medidor para cada caso no solo puede evitar costosas paradas de la producción, sino también contribuir a lograr una larga vida útil de las tuberías y de los depósitos y, en definitiva, a reducir las labores de mantenimiento. Por lo tanto, es importante tener en cuenta los siguientes factores a la hora de comprar:

Tipo de medio que va a medir

Define exactamente las características de la sustancia cuyo caudal desea medir. ¿Se trata de un líquido, de un gas o de vapor? ¿Está contaminado o contiene muchas burbujas o partículas en suspensión? ¿Cuáles son las propiedades físicas (viscosidad, presión, temperatura, conductividad, densidad) de la sustancia? ¿Se mantienen constantes en diferentes condiciones?

Características de funcionamiento y rangos de presión, caudal y temperatura

Los diferentes caudalímetros resultan adecuados para propiedades de material distintas. Por lo tanto, asegúrate de que cumplen los criterios de aplicación y principios de funcionamiento correspondientes en materia de densidad, viscosidad, consistencia del flujo y corrosividad. Dependiendo del diseño y del precio, los caudalímetros pueden tener diferentes valores máximos y mínimos de presión, temperatura y rango de caudal.

Rango de medición

El rango en el que el caudalímetro puede medir con precisión debe ajustarse lo máximo posible a la aplicación prevista para mantener una tasa de errores reducida.

Precisión de las mediciones

Uno de los aspectos más importantes de los caudalímetros en cuanto a su funcionamiento, se basa en su precisión, que se expresa como intervalo hacia arriba o hacia abajo en porcentaje. Lo mejor es utilizar como base el valor efectivo medido, pues de este modo la tasa de errores se mantiene constante, aunque cambie el caudal. A veces también se da como una desviación porcentual respecto al intervalo calibrado o al valor final. La precisión de la medición no solo debe garantizarse con el caudal normal, sino también con el caudal mínimo o máximo. El fabricante deberá proporcionar las especificaciones correspondientes para estos tres casos.

Repetibilidad

Algunas aplicaciones requieren menos precisión, pero necesitan disponer de una alta repetibilidad, que se refiere a cuántas veces se obtiene el mismo resultado si se realiza una medición de caudal varias veces en las mismas condiciones.

Piezas móviles

Las piezas móviles de los caudalímetros pueden provocar errores y dar lugar a un mayor desgaste o a más labores de mantenimiento. Además, la medición puede perder precisión con el tiempo debido a ese movimiento. Esto puede resultar un inconveniente y favorecer la elección de caudalímetros electromagnéticos, los cuales no tienen piezas móviles.

Una instalación correcta de los caudalímetros determina la precisión de la unidad. La mayoría de los sensores de caudal se montan en sentido horizontal. De todos modos, asegúrate de seguir las instrucciones de instalación del fabricante. Por ejemplo, algunos modelos, como los contadores rotativos, requieren una posición de instalación específica.

En función del equipo utilizado, el diámetro de las tuberías utilizadas también puede afectar al rendimiento del caudalímetro. Es importante evitar aplicar caudales elevados con diámetros de tuberías pequeños, podrían causar daños debido a las caídas de presión.

También es importante tener en cuenta que los sensores de los caudalímetros son sensibles a las descargas electrostáticas. En consecuencia, se recomienda utilizar ropa de protección que proteja frente a dichas descargas durante las labores de instalación. Y, por supuesto, asegúrese siempre de alimentar el aparato durante 30 minutos antes de utilizarlo por primera vez para que alcance la temperatura adecuada y se estabilice.