Medición de Caudal, Nivel y Presión: Principios y Aplicaciones

Efecto Venturi: Principio y Ejemplos Prácticos

El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, la velocidad aumenta al atravesar esta sección. Según el teorema de la conservación de la energía mecánica, si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye necesariamente.

Ejemplos de aplicación:

• Carburador de un automóvil: La disminución de la presión al aumentar la velocidad del aire, permite que fluya la gasolina, se vaporice y se mezcle con el aire.
• Pulverizador: Se utiliza en perfumería, pintura, etc. Al soplar de forma rápida por encima de un tubo, se reduce la presión en su interior, haciendo que el líquido suba y se proyecte hacia fuera.

Medición de Caudal: Métodos Alternativos a la Presión Diferencial

Existen diversas formas de medir el caudal que no se basan en la presión diferencial. A continuación, se describen brevemente cuatro de ellas:

1. Turbinas: Se basan en un rotor que gira a una velocidad proporcional al caudal del fluido. Para obtener la velocidad de giro del rotor, se pueden utilizar varias técnicas. Una de ellas es la variación de reluctancia que experimenta un circuito magnético exterior al paso de cada una de las palas del rotor. Otra consiste en captar el campo magnético giratorio que produce un imán permanente situado en el rotor.
2. Ultrasonidos: Se basan en la variación de la velocidad de transmisión del sonido en el fluido al cambiar la velocidad de este.
3. Caudalímetros volumétricos: Miden el volumen (litros, cm³, m³, etc.) por unidad de tiempo (segundos, minutos, horas, etc.).
4. Caudalímetros másicos: Miden el peso (kg, toneladas, etc.) por unidad de tiempo.

Medición de Nivel en Depósitos: Diversas Técnicas

Existen cuatro métodos principales para medir el nivel de un depósito:

1. Presión diferencial: Se obtiene la altura que alcanza un líquido a partir de la presión existente en el fondo del depósito, que dependerá del peso específico de la sustancia y de la profundidad a la que se efectúe la medida.
2. Flotador: Se basa en el desplazamiento de un flotador que se mueve a través de una guía y actúa sobre un indicador. Este indicador puede ser simplemente visual o puede tener un sistema resistivo para dar una tensión proporcional a la altura.
3. Capacitivos: Se pueden utilizar tanto para líquidos como para sólidos. Estos medidores se basan en la constante dieléctrica del material, ya sea porque es conductor o porque tiene una constante dieléctrica mayor que la del aire. El medidor es una sonda creada por un condensador cilíndrico. Si el depósito es metálico, se puede generar el condensador entre este y un conductor.
4. Conductivo: Si el líquido es conductor, un medidor muy económico es el conductivo, compuesto por dos electrodos. El contacto del líquido con el electrodo cierra un interruptor. Se utiliza para la medida del valor límite. Actualmente, se comercializan electrodos diseñados para líquidos agresivos.

Medición de Fuerza y Presión: Conceptos Clave

La presión se define como la fuerza por unidad de superficie. Existen diferentes tipos de presión:

• Presión absoluta: Presión medida con referencia al cero absoluto (vacío).
• Presión relativa: Presión medida con referencia a la presión atmosférica. Es la más habitual por ser la más fácil de realizar.
• Presión diferencial: Es la diferencia entre dos presiones.

Para medir la fuerza o presión, se pueden utilizar diversos tipos de sensores, como celdas de carga, galgas extensiométricas y sensores piezoeléctricos, entre otros. La elección del sensor dependerá de la aplicación específica y del rango de medición requerido.