Medición de Caudal: Tipos de Medidores y sus Aplicaciones

Tipos de Medidores de Caudal y sus Características

Basados en el Principio de Continuidad y la Ecuación de Bernoulli

• Principio de Continuidad: Relación entre áreas y velocidades en un fluido (A1V1 = A2V2).
• Ecuación de Bernoulli: Relaciona la presión en el interior de un fluido con su velocidad y altura.

Medidores de Presión Diferencial

• Placa Orificio: Consiste en un orificio en una placa metálica. Se toman medidas de presión antes y después de la placa. Son económicos, generan una gran pérdida de carga y son poco precisos si hay sólidos en suspensión.
• Tubo Venturi: Se inserta en la tubería. Produce menor pérdida de carga que la placa orificio, pero es más caro. Se utiliza en fluidos con sólidos en suspensión.
• Toberas: Tienen forma de garganta cilíndrica. Las tomas de presión se realizan antes y después. Presentan pérdidas de carga y precio intermedios entre el tubo Venturi y la placa orificio.
• Tubo de Pitot: Tubo hueco de sección circular doblado en forma de "L". Se conecta a un manómetro y proporciona la presión total (presión dinámica + presión estática).
  • Pitot Estático: Incluye un tubo piezométrico.
  • Pitot Annubar: Mide la presión total en varios puntos. No es adecuado para sólidos en suspensión. Es económico y genera pérdidas de carga despreciables. Se utiliza en aviones y Fórmula 1.

Otros Tipos de Medidores

• Rotámetro: Tubo en forma tronco-cónica con un flotador en su interior. Existe una relación lineal entre el caudal y la altura del flotador. Es poco preciso. La lectura se realiza en el mayor diámetro del flotador o en la zona más elevada.
• Medidor de Turbina: Presenta una relación lineal entre la rotación del rotor y el caudal. Requiere mantenimiento.
• Medidor Volumétrico: Formado por una cámara y engranajes. Existe una relación lineal entre la velocidad del fluido y la velocidad de rotación. Ofrece gran exactitud.
• Medidor de Torbellino: Se instala una hélice estática en la tubería. El caudal es proporcional a la frecuencia del torbellino.
• Medidor Vortex: Similar al anterior, pero el fluido pasa por un cuerpo en forma de cono. Se detectan las variaciones con un sensor piezoeléctrico o de ultrasonidos. Son exactos y requieren poco mantenimiento.
• Medidor Magnético: Basado en la ley de Faraday. El fluido actúa como conductor y se produce una fuerza electromotriz. Es muy preciso, tiene un amplio rango de medición y genera poca pérdida de carga. Se utiliza con fluidos corrosivos y con sólidos en suspensión de alta viscosidad.
• Medidor de Ultrasonidos: Existe una relación lineal entre el tiempo que tarda un pulso en llegar al receptor y el caudal. Es muy preciso y se utiliza para mediciones en movimiento.
• Medidores Másicos: Se aplica una fuente de calor a la tubería y se mide la temperatura antes y después. Se conecta a un puente de Wheatstone. Se utiliza para medir gases y caudales bajos.
• Medidor de Coriolis: Dos tubos en forma de "U" vibran a una frecuencia determinada. Cuando entra el fluido, se produce un cambio en la frecuencia de vibración proporcional a la cantidad de fluido que lo atraviesa. Existe una relación lineal entre la frecuencia de vibración y la cantidad de fluido. Se utiliza para fluidos sucios, viscosos y corrosivos. Permite medir el caudal másico, la densidad y el caudal volumétrico. Es el más utilizado en la industria.