Introducción Caudal

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CONCEPTOS GENERALES

De la necesidad de medir caudales cada vez más heterodoxos ha ido surgiendo la utilización de principios físicos cada vez más originales. Cada uno tiene ventajas en ciertas condiciones. Por lo general los Caudalímetros se basan en el empleo de un SENSOR que genera pulsos eléctricos, o señales, proporcionales al Caudal, con los cuales podemos obtener una indicación visual de la Velocidad del Fluido (por ejemplo en m/segundo), de su Flujo Volumétrico (por ejemplo l/hora), o de su Flujo Másico (por ejemplo Kg/hora) y, a partir de ella, Totales Acumulados. Esto requiere un Proceso de Computación, o Integración Electrónica, que se realiza generalmente en un INDICADOR. Opcionalmente el Indicador puede luego generar Alarmas (de alto, alto-alto, bajo, o bajo-bajo caudal) y/o señales digitales, analógicas o nuevamente de pulsos, para otros Indicadores, y para arranque o parada de Bombas. También puede generar Datos Digitales para PLCs, PCs o Computadoras Mayores que controlan Dosificación en Procesos Químicos.

FACTURACION, INVENTARIO, DOSIFICACION

Caudalímetros pueden ser utilizados para Control de Inventario, Facturación y para Dosificación de Líquidos y Gases. Naturalmente, cuanto más caro el Producto, o más crítico el Proceso de Dosificación, más importante la Exactitud del Medidor. Cuando el Producto debe ser Facturado, o Dosificado, por Kg., requiere un Caudalímetro Másico.

PARTES MOVILES

Caudalímetros SIN Partes Móviles tienen menos desgaste, y menos mantenimiento; por lo tanto son más indicados cuando hay impurezas o sólidos en suspensión, o cuando la unidad está lejos de un servicio regular de control y mantenimiento. CALIBRACIÓN. Pretendiendo ser siempre los mejores, nosotros calibramos individualmente cada uno de los Caudalímetros que entregamos, en nuestro propio "Loop" de Calibración (no conocemos colega que disponga instalación similar) y lo entregamos con un Certificado de Exactitud emitido por el mismo equipo. Guardamos, además, los correspondientes datos, a disposición del cliente, para ayudarle a recalibrarlo en el futuro, si por algún motivo (reparación, o descuido) pierde nuestra calibración. Instalamos el instrumento en un tramo de cañería armada de manera que asemeje las condiciones de servicio eventuales a efectos de evitar errores provocados por turbulencias imprevistas en la instalación final. Desde nuestros inicios calibramos con agua o aire y corregimos variaciones de densidad en líquidos, y de presión y temperatura en gases. No corregimos variaciones de viscosidad en líquidos pues ya hemos visto que no se pueden interpolar. A través de décadas hemos acumulado centenas de curvas de calibración para distintos fluídos. Si el suyo está en nuestro archivo Vd. no necesitará enviar una muestra para Calibración.

MATERIALES

Para determinar los materiales a utilizar en la fabricación de un Caudalímetro necesitamos conocer el Producto a medir, su Viscosidad, las Impurezas o Sólidos que contiene, y la Temperatura y Presión que deberá soportar.

La selección exitosa de un caudalímetro se basa en satisfacer los requerimientos de su aplicación y de su performance al menor costo posible. Los requerimientos de performance reflejarán los requerimientos de control. En un sistema de procesamiento Batch la Repetibilidad suele ser el factor principal mientras que en un Control Continuo la Exactitud puede ser determinante. La necesidad de medir caudales cada vez más heterodoxos, donde los medidores tradicionales no brindan exactitud o costo-efectividad, ha ido incentivando la utilización de principios físicos cada vez más originales, y cada uno tiene ventajas en ciertas condiciones. El Caudalímetro usualmente genera pulsos eléctricos, o señales, proporcionales al Caudal, con los cuales puede obtenerse una indicación visual de Velocidad Instantánea, Volumen Instantáneo, o Flujo de Peso Instantáneo y, a partir de ellas, Totales Acumulados. Esto requiere un Proceso de Computo, o Integración Electrónica, que se realiza generalmente en el Indicador.

SELECCION DE INDICADOR / MONITOR / TRANSMISOR / CONTROLADOR

De acuerdo a ISA existen definiciones formales para los términos ”Monitor”, “Transmisor” y “Controlador” pero la mayoría de los fabricantes de instrumentación no adhieren estrictamente a ellas cuando incluyen funciones auxiliares de control. Un "Monitor", o "Transmisor" tradicionalmente es un instrumento capaz de retransmitir una cierta señal de instrumentación.

La nueva línea de Transmisores “ProcessPro” de Signet con la inclusión de reles de alarma y funciones adicionales asociadas a la doble entrada de sensores y función Pump Pulser, viene a desdibujar mas aún el concepto tradicional de un Transmisor.
Este Indicador, o Monitor, o Transmisor según lo designe el fabricante, puede luego generar Alarmas (de alto, alto-alto, bajo, o bajo-bajo caudal) y/o señales digitales, analógicas o nuevamente de pulsos para otros Indicadores, y para arranque y parada de Bombas. También puede generar Datos Digitales para PLCs, PCs o Computadoras Mayores que controlan la dosificación en Procesos Químicos. Medidores de gran exactitud pueden ser utilizados para Control de Inventario o Facturación. Naturalmente, cuanto más caro el Producto a Facturar, o más crítico el Proceso Químico, más importante la Exactitud del Medidor. Algunos Productos deben ser Facturados, o Dosificados, por Kg., y otros por Volumen, lo cual requiere mediciones basadas en distintos principios.

EVALUACIONES de COSTO

Las evaluaciones de costo generalmente tienden a considerar solo el valor inicial de compra sin considerar los gastos de instalación y mantenimiento, ni los costos operativos. Los costos de mantenimiento estarán conformados por recalibraciones y/o reparaciones futuras mientras que los operativos incluirán, entre otros, el mayor costo de bombeo provocado por la pérdida de presión dentro del caudalímetro. Recordemos que los medidores de Inserción no miden el flujo de manera absoluta como lo hace un medidor de flujo total, sino que mide la velocidad del fluido en una pequeña parte de la sección del flujo, e infiere el caudal mediante un cómputo. Este cómputo se efectúa en base a parámetros que se cargan al calibrar inicialmente el caudalímetro y depende en gran medida de la exactitud con que se ha hecho la instalación y de la ausencia de turbulencias o vórtices en la zona de medición. Si bien, una vez hecha la calibración inicial del caudalímetro, su repetibilidad es excelente, y si bien su diseño permite que un único tamaño de sensor sirva para una gama de diámetros de cañería, y si bien su costo es en general inferior a los medidores de Flujo Total, hay oportunidades en que la calibración inicial no puede realizarse de manera absolutamente confiable - - y para estos casos resulta inevitable tener que volcarse a un caudalímetro de Flujo Total.

Los Caudalímetros SIN Partes Móviles tienen menos desgaste, y menos mantenimiento; por lo tanto son más indicados cuando hay impurezas o sólidos en suspensión, o cuando la unidad está lejos de un servicio de control y mantenimiento. Para determinar los materiales a utilizar en la fabricación de un Caudalímetro necesitamos conocer el Producto a medir, su Viscosidad, las Impurezas o Sólidos que contiene, y la Temperatura y Presión que deberá soportar.

DISEÑO de ESCALAS de LECTURA

Desde el primer Flotámetro (Caudalímetro por Área Variable) que patentó el Ing. Bruno Schillig hasta hoy nuestra empresa ha acumulado 4 décadas de antecedentes prácticos en el diseño y calibración de caudalímetros.

Esto nos permite, cada vez que se nos encarga un Flotámetro a medida, diseñar la Escala de Lectura como para que tenga, como extremos de lectura, los caudales máximo y mínimo, que Vd. anticipa, a efectos de maximizar su legibilidad.

Para ello debemos dimensionar los Componentes y la Escala de Lectura de manera de mantener la exactitud de 1,5 a 2%, cualquiera sea el fluido a medir, y cualquiera sea su viscosidad, temperatura o presión, sin necesidad de que nos envíe una muestra de dicho fluido.

Grabado de las Escalas, de acuerdo al requerimiento específico de cada aplicación

No recurrimos a interpolaciones computadas - - porque ya hemos visto que las viscosidades no se pueden interpolar - - sino a nuestros registros, donde, en algún momento de nuestra historia, hemos trazado una curva de calibración con el fluido que Vd. necesita medir hoy.