FLUJOMETRO ELECTROMAGNÉTICO
Un flujómetro electromagnético es un instrumento utilizado para medir el caudal volumétrico de un líquido que fluye a través de una tubería. Funciona bajo el principio de la Ley de Faraday de la inducción electromagnética. Es uno de los tipos de medidores de flujo más confiables y precisos, especialmente en líquidos conductivos como agua potable, agua residual, lodos, pulpas, soluciones químicas, etc.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Ley de Faraday
La ley establece que cuando un conductor - en este caso, un líquido con conductividad eléctrica - se mueve a través de un campo magnético, se genera una tensión eléctrica (voltaje) proporcional a la velocidad de ese movimiento.
DEFINICIONES:
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Campo magnético: El flujómetro tiene dos bobinas electromagnéticas ubicadas en los laterales del tubo sensor que generan un campo magnético perpendicular al flujo del líquido.
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Líquido conductor: El fluido que fluye actúa como un conductor en movimiento dentro del campo magnético.
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Electrodos de medición: Dos electrodos situados perpendicularmente tanto al flujo como al campo magnético recogen la tensión inducida (mV) generada cuando el fluido pasa por el campo magnético.
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Conversión de señal: El voltaje medido es proporcional a la velocidad del fluido, y como se conoce el área de la tubería, el medidor puede calcular el caudal volumétrico Q = v x A
Donde:
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( Q ) = caudal volumétrico (m³/h o l/s)
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( v ) = velocidad del fluido
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( A ) = área de la sección transversal del tubo
CARACTERISTICAS TÉCNICAS
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No tiene partes móviles, lo que reduce el mantenimiento y el desgaste mecánico.
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Alta precisión y repetibilidad en mediciones.
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Requiere que el líquido tenga conductividad eléctrica mínima, típicamente superior a 5 µS/cm
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Bidireccional puede medir el flujo en ambas direcciones.
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Adecuado para líquidos sucios, abrasivos, corrosivos o con sólidos en suspensión.
COMPONENTES
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Tubo de medición (sensor): parte donde se genera el campo magnético y fluye el líquido.
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Electrodos: detectan el voltaje inducido.
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Revestimiento interno: protege el sensor de la corrosión, puede ser de PTFE, goma dura, etc.
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Convertidor o transmisor: convierte la señal analógica en una salida digital o analógica (por ejemplo, 4-20 mA, pulsos, Modbus, HART).
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Carcasa: puede ser IP67 o IP68 para entornos exigentes.
VENTAJAS
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Precisión típicamente ±1% del valor medido.
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No provoca caída de presión significativa
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Soporta fluidos con sólidos o burbujas.
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Amplio rango de tamaños: desde 6 mm hasta más de 3000 mm de diámetro.
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Muy confiables en industrias como: Agua potable y saneamiento, Minería, Alimentos y bebidas, Química, Pulpa y papel, Energía.
LIMITACIONES
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No funciona con líquidos no conductivos, como aceites, hidrocarburos o gases.
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Requiere instalación adecuada, longitudes de tramo recto antes y después.
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Puede verse afectado por interferencias electromagnéticas si no está bien apantallado.
INSTALACIÓN
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Tramos rectos recomendados: 10 diámetros aguas arriba y 5 diámetros aguas abajo
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Centrado en tuberías llenas y con válvulas alejadas del sensor.
FLUJOMETRO VORTEX
Un flujómetro Vortex es un instrumento de medición de caudal que funciona mediante la detección de vórtices o remolinos generados cuando un fluido pasa alrededor de un cuerpo colocado en su camino. Este fenómeno se llama efecto de calle de vórtices de von Kármán. Es ampliamente utilizado para medir caudales de líquidos, gases y vapores, incluyendo agua, vapor saturado, aire comprimido, gases industriales y algunos productos químicos.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Efecto de von Kármán
Cuando un fluido pasa por un obstáculo no aerodinámico colocado en medio del flujo, se generan remolinos alternantes a ambos lados del cuerpo. Esta secuencia regular de remolinos recibe el nombre de calle de vórtices de von Kármán.
CARACTERISTICAS DE ESTOS VORTICES
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Se forman a frecuencias directamente proporcionales a la velocidad del fluido.
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Esta frecuencia puede ser medida y utilizada para calcular el caudal.
Una vez conocida la velocidad del fluido, el flujómetro calcula el caudal volumétrico multiplicando por el área de la sección transversal de la tubería.
COMPONENTES PRINCIPALES
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Cuerpo bluff: Objeto sólido que interrumpe el flujo para generar los vórtices.
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Sensor de detección: Detecta la frecuencia de los vórtices, típicamente por: Presión diferencial alternant, Vibración inducida, Sensor piezoeléctrico o ultrasónico
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Convertidor electrónico: Transforma la señal del sensor en una lectura de caudal.
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Salida de señal: Analógica (4-20 mA), digital (Modbus, HART), o pulsos.
VENTAJAS FLUJOMETROS VORTEX
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Versatilidad: mide líquidos, gases y vapor sin requerir recalibración.
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Alta confiabilidad y precisión, típicamente ±1%.
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Sin partes móviles, lo que reduce el desgaste y mantenimiento.
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Rango amplio de medición (alta turndown ratio).
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Funciona bien con fluidos limpios (sin sólidos en suspensión).
APLICACIONES
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Vapor saturado o sobrecalentado en plantas térmicas.
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Gases industriales como aire comprimido, nitrógeno, CO₂.
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Líquidos como agua, soluciones químicas y refrigerantes.
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Sectores: generación de energía, HVAC, petroquímica, alimentos y bebidas, papelera, etc.
LIMITACIONES
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No apto para líquidos con sólidos en suspensión, ya que puede interferir en la generación o detección de vórtices.
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No funciona bien en flujos laminares (baja velocidad); requiere un número de Reynolds alto
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Requiere longitudes rectas de entrada y salida para asegurar un flujo estable.
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Puede ser sensible a vibraciones mecánicas externas si no está bien instalado.
INSTALACIÓN
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Tramos rectos recomendados: 10 diámetros aguas arriba y 5 diámetros aguas abajo
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Centrado en tuberías llenas y con válvulas alejadas del sensor.