Qué caudalímetro elegir

El caudalímetro, o medidor de caudal, es un instrumento que se utiliza para medir la cantidad de fluido que circula en una tubería. La medición de caudal es indispensable para la mayoría de los procesos industriales.

Existen varias tecnologías de medición. La elección de la tecnología debe basarse en el tipo de fluido cuyo caudal se pretende medir (líquido o gaseoso, limpio o cargado), así como las condiciones de temperatura y presión del proceso.

En esta guía, no están contemplados los indicadores de caudal, pues estos no miden el caudal de un fluido, sino que indican si el fluido está o no en movimiento en un circuito.

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  • ¿Cómo elegir un caudalímetro?

    Hay diversos tipos de caudalímetros, según el tipo de tecnología de medición utilizada, que se basan, a su vez, en diferentes fenómenos físicos. La mayoría de las tecnologías pueden medir el caudal volumétrico, es decir, el volumen de fluido que circula por una tubería en un intervalo de tiempo determinado. No obstante, hay otras tecnologías que miden el caudal másico, esto es, la masa de fluido que circula por una tubería en un intervalo de tiempo determinado. Cuando se conocen las características del fluido (masa volúmica, etc.), es posible calcular el caudal volumétrico a partir del caudal másico y viceversa. Sin embargo, es preferible determinar primero si necesita información sobre el volumen o sobre la masa, para elegir una tecnología que le permita realizar directamente el tipo de medición deseada.

    La naturaleza del fluido es otro factor importante a la hora de elegir la tecnología de medición. En la siguiente tabla, se indican los fluidos que son compatibles con cada tipo de caudalímetro.

    Tipo de caudalímetro Características de los fluidos que puede medir
    • Líquidos limpios; gases limpios
    • Líquidos limpios, cargados, altamente cargados; gases limpios, cargados
    • Líquidos limpios, cargados, viscosos; gases limpios
    • Líquidos limpios, cargados, viscosos; gases limpios
    • Líquidos limpios, cargados, altamente cargados, viscosos, conductores, multifásicos
    • Líquidos limpios, cargados; gases limpios
    • Líquidos limpios, cargados, altamente cargados, viscosos
    • Líquidos limpios, cargados, altamente cargados, multifásicos; gases limpios, cargados
    • Líquidos limpios; gases limpios, cargados

    El montaje del caudalímetro es también importante y deben tenerse en cuenta las caracteríticas de instalación. En una red de tuberías, irregularidades como codos, válvulas o estrechamientos del diámetro, por ejemplo, generan perturbaciones en la circulación de los fluidos y algunas tecnologías de medición son sensibles a dichas perturbaciones. Para evitar errores de medición, es necesario que el caudalímetro sea instalado en un tramo recto de tubería aguas arriba, cuya longitud puede variar según la tecnología del caudalímetro. Esta longitud se expresa en función del diámetro de la tubería. Por ejemplo, 10 a 30 D significa que es necesario dejar un tramo recto con una longitud de 10 a 30 veces el diámetro interior de la tubería. Si en nuestro ejemplo el diámetro de la tubería es de 10 cm, el tramo recto aguas arriba del caudalímetro tendrá que medir entre 100 y 300 cm.

    El cuadro siguiente presenta una estimación de la longitud necesaria del tramo recto aguas arriba y de los diámetros más comunes en cada tipo de tecnología:

    Tipo de caudalímetro Longitud de tramo recto aguas arriba Diámetro de la tubería
    • De placa de orificio
    10 a 30 D 0,025 a 1 m
    • Venturi
    5 a 10 D 0,05 a 1,2 m
    • De área variable
    0 0,004 a 0,12 m
    • Engranaje
    0 0,003 a 0,3 m
    • Electromagnético
    5 D 0,002 a 2,6 m
    • Vórtex
    15 a 25 D 0,015 a 0,3 m
    • Por ultrasonidos
    5 a 20 D 0,025 a 4 m
    • Coriolis
    0 0,001 a 0,15 m
    • Térmico
    0 0,003 a 0,12 m

    Además de estos parámetros, la elección de un caudalímetro dependerá también de la temperatura y de la presión del fluido, del rango de medición previsto y de la señal de salida (lectura directa, salidas analógicas o digitales, etc.).

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro de placa de orificio?

    Caudalímetro de placa de orificio de la marca ROSEMOUNT

    Para medir el caudal volumétrico de un fluido líquido o gaseoso limpio, recomendamos el uso de un caudalímetro de placa de orificio.

    El principio de funcionamiento de estos medidores es relativamente sencillo: la placa de orificio instalada en el interior de la tubería genera un estrechamiento en el tramo de la tubería provocando una caída de la presión. El caudalímetro mide la diferencia de presión aguas arriba y aguas abajo de la placa de orificio y determina el caudal volumétrico.

    Los caudalímetros de placa de orificio no son adecuados para los fluidos cargados de partículas en suspensión, pues la abrasión causada por las partículas acaba por erosionar el orificio, alterando su forma y tamaño, lo que tiende a distorsionar la medición.

    Son instrumentos muy utilizados, principalmente por su precisión y precio accesible.

    Para instalar un caudalímetro de placa de orificio, será necesario sustituir una parte de la tubería por el medidor.

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro Venturi?

    Caudalímetro Venturi de la marca Arthur Grillo

    Los caudalímetros Venturi se utilizan para medir el caudal volumétrico de un medio líquido o gaseoso, limpio o cargado. Este tipo de caudalímetro mide la diferencia de presión generada por el paso del fluido en un tubo de Venturi, siendo esta diferencia proporcional al caudal del fluido.

    Los medidores Venturi ofrecen un buen nivel de precisión, aproximadamene de 0,5%. Presentan mayor resistencia a las partículas que los caudalímetros de placa de orificio, por lo que son más adecuados para medir fluidos cargados.

    Para instalar un caudalímetro Venturi, será necesario sustituir una parte de la tubería por el medidor.

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro de engranaje?

    Caudalímetro de engranaje de la marca KRATCH
    Caudalímetro de engranaje de la marca KRATCH

    Los caudalímetros de engranaje se utilizan para medir el caudal volumétrico de los fluidos líquidos. En estos medidores, el fluido circula entre dos engranajes ovales. Siendo constante el volumen que circula con cada rotación de los engranajes, basta con contar el número de rotaciones por unidad de tiempo para determinar el caudal volumétrico. Gracias a su construcción robusta, los caudalímetros de engranaje son particularmente adecuados para fluidos de alta viscosidad.

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro electromagnético?

    Caudalímetro electromagnético de la marca LTH Electronics

    Los caudalímetros electromagnéticos se utilizan para medir el caudal de los líquidos conductores de electricidad, incluyendo los cargados y los abrasivos. El fluido conductor atraviesa un campo magnético y, entonces, la tensión, que es proporcional al caudal, es inducida en un electrodo, permitiendo calcular el caudal con mucha precisión. Estos medidores son particularmente resistentes, por lo que son muy adecuados para establecer mediciones en medios con condiciones difíciles.

    Como no tienen piezas móviles, los caudalímetros electromagnéticos no necesitan mantenimiento. Además ofrecen mediciones muy precisas y tienen un precio moderado.

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro de turbina?

    Caudalímetro de turbina de la marca MEDENUS

    Los caudalímetros de turbina se utilizan para medir el caudal de gases y líquidos. El flujo del fluido mueve una turbina, siendo la velocidad de rotación proporcional a la velocidad del fluido.

    Esta tecnología funciona muy bien para caudales elevados. No es adecuada para caudales bajos, ya que la turbina gira demasiado lento para establecer una medición correcta.

    Son medidores precisos y reaccionan con rapidez a las variaciones de caudal. Además, al ser independientes de la presión y de la temperatura del fluido, pueden funcionar a presiones y temperaturas elevadas.

    Sin embargo, la turbina es una pieza móvil sujeta a desgaste, por lo que estos caudalímetros requieren un mantenimiento regular.

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro por ultrasonidos?

    Caudalímetro por ultrasonidos de la marca BLUE-WHITE

    Los caudalímetros por ultrasonidos, o ultrasónicos, se utilizan para medir el caudal de líquidos limpios, cargados, altamente cargados o incluso viscosos, pero, por el contrario, no se recomiendan para líquidos altamente viscosos.

    El principio de funcionamiento de estos caudalímetros es relativamente sencillo: dos transductores emiten y reciben alternativamente ultrasonidos a través del fluido. La diferencia entre los tiempos de tránsito es proporcional a la velocidad del fluido y, por tanto, al caudal.

    La principal ventaja de los caudalímetros por ultrasonidos es que los transductores no tienen que ser insertados en el flujo mismo, por lo que pueden montarse en el exterior de la tubería, sin necesidad de perforar. Pueden utilizarse para mediciones puntuales sin necesidad de detener el circuito para instalar los transductores.

    Sin embargo, estos medidores son caros y no son adecuados para bajos caudales.

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro de área variable?

    Caudalímetro de área variable de la marca KOFLOC.

    Los caudalímetros de área variable se utilizan para medir el caudal volumétrico de líquidos limpios, cargados y viscosos, así como de gases limpios. Sin embargo, se desaconseja su uso para líquidos altamente viscosos o altamente cargados.

    Este tipo de caudalímetro debe montarse en posición vertical, ya que el fluido circula de abajo hacia arriba empujando un flotador. La altura a la que el flotador se estabiliza corresponde al valor del caudal, que puede leerse directamente en la escala graduada que aparece en las paredes transparentes del tubo.

    Son medidores de bajo coste, que solo proporcionan una lectura visual de la medición del caudal.

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro Vórtex?

    Caudalímetro Vortex de la marca Bronkhorst

    Este tipo de sensor se basa en un fenómeno de creación de vórtices aguas abajo de un obstáculo, a semejanza de los vórtices formados por el viento junto a los pilares de un puente. Cuando se introduce un obstáculo en el flujo, se forman vórtices, que se separan del obstáculo arrastrados por el paso del fluido. Un sensor de presión permite detectar el impulso generado por el desprendimiento de cada vórtice. El número de vórtices y, en consecuencia, de impulsos, es proporcional al caudal del fluido.

    Los caudalímetros Vórtex, o de vórtices, se utilizan para medir el caudal de líquidos, gases y vapores. Pra fluidos cargados, es necesario llevar a cabo un mantenimiento regular.

    Este tipo de medidor es adecuado para caudales elevados. Con caudales demasiado bajos, la formación de vórtices será muy reducida y la medición del caudal será inexacta o incluso imposible.

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro másico térmico?

    Caudalímetro másico térmico de la marca Vögtlin

    Los caudalímetros másicos térmicos permiten medir directamente el caudal másico de líquidos limpios y de gases limpios o cargados. El principio de funcionamiento de los caudalímetros térmicos es relativamente sencillo: un sensor de temperatura calentado es enfriado por la circulación del fluido, siendo este enfriamiento proporcional al caudal másico del fluido.

    Esta tecnología de medición presenta varias ventajas: miden directamente el caudal másico independientemente de la temperatura y de la presión del fluido, no tienen piezas móviles (bajo mantenimiento requerido), causan poca perturbación en la circulación (pérdidas de presión insignificantes) y, dado el pequeño tamaño del sensor, se pueden encontrar en una configuración «de enchufe» en una conexión de la tubería.

  • ¿Por qué elegir un caudalímetro másico de efecto Coriolis?

    Caudalímetro másico de efecto Coriolis de la marca YOKOGAWA

    Los caudalímetros másicos de efecto Coriolis miden el caudal másico de un fluido. Se pueden utilizar para medir casi todos los fluidos: líquidos y gases limpios, cargados y altamente cargados. Sin embargo, no se recomiendan para los fluidos viscosos, conductores o multifásicos.

    Un caudalímetro másico de efecto Coriolis consta de un tubo recto o en forma de U equipado con sensores de vibración en la entrada y en la salida del tubo. Cuando el fluido circula por el tubo, éste vibra perpendicularmente a la dirección del flujo, produciendo el efecto de Coriolis, que provoca un desfase de frecuencia de las vibraciones. Este desfase, medido por los dos sensores, es proporcional al caudal másico del fluido que circula por el tubo.

    Estos medidores tienen la ventaja de proporcionar simultáneamente tres informaciones sobre el fluido: el caudal másico, la densidad y la temperatura. Sin embargo, su precio es muy elevado y sus dimensiones sobrepasan la media.

    Los caudalímetros másicos de efecto Coriolis se utilizan generalmente en la industria farmacéutica, en plantas de tratamiento de aguas, en instalaciones nucleares y en la medición y transferencia de gas natural.

    En cuanto a la instalación, estos caudalímetros se montan en la tubería, sustituyendo un parte de ésta.

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