Para evitar que “el caudalímetro no mida bien” con fluidos de alta temperatura, alta presión y alta viscosidad, el punto de partida es organizar primero la temperatura, la presión, la viscosidad y la limpieza del fluido, y luego elegir un método de medición que funcione de forma estable en esas condiciones. Los métodos de uso general, como los de rueda de paletas o algunos que incorporan piezas móviles, tienden a provocar errores o averías en estas condiciones exigentes, por lo que evaluar la idoneidad del método en sí influye enormemente en la precisión. Aquí organizamos los puntos en los que es fácil tropezar durante la selección y los criterios según cada condición.
Puntos clave de este artículo
- En alta temperatura, alta presión y alta viscosidad, antes que la “precisión” se acota el método por su “idoneidad”, es decir, si puede funcionar sin dañarse en esas condiciones.
- Como el efecto de un cambio de viscosidad varía según el principio de medición, hay que controlar tanto el rango de caudal mínimo-máximo como el rango de viscosidad.
- Los valores del catálogo son una referencia en condiciones de base. Conviene verificar incluyendo la corrección a la temperatura y presión reales y las condiciones de instalación.
Por qué se produce el “no se puede medir” en condiciones exigentes
Cada caudalímetro tiene puntos fuertes y débiles según su principio de medición, y usar directamente en alta temperatura, alta presión o alta viscosidad un método diseñado tomando como base agua a temperatura ambiente y baja viscosidad puede derivar en errores imprevistos o en un desgaste prematuro. Primero, conviene analizar por separado cómo influye cada condición en la medición.
Efecto de la alta temperatura y la alta presión en la medición
Con alta temperatura es más probable que se produzcan problemas como el deterioro de los materiales de sellado o de la sección del sensor al superar su límite de resistencia al calor, o el desajuste entre caudal volumétrico y caudal másico por el cambio de densidad del fluido. Con alta presión, si la resistencia a la presión o las especificaciones de las conexiones son insuficientes, aumenta el riesgo de fugas o roturas. En general, se recomienda elegir la temperatura y la presión de uso con un margen respecto al valor nominal máximo del catálogo. Es importante no pasar por alto la temperatura y la presión pico en la operación real (incluidos el arranque y las situaciones anómalas).
Efecto de la alta viscosidad en la medición
Con fluidos de alta viscosidad, las piezas móviles como las ruedas de paletas o las turbinas giran con dificultad, y en la zona de bajo caudal tienden a no dar indicación. En los métodos de presión diferencial la pérdida de carga tiende a ser grande, y en los métodos ultrasónicos las burbujas o la alta viscosidad pueden dificultar la medición por atenuación. Por otro lado, pueden resultar ventajosos los métodos poco dependientes de las propiedades físicas del fluido o los que carecen de piezas móviles, y la idoneidad cambia según la combinación de viscosidad y rango de caudal.
Criterios de selección según cada condición
Lo práctico no es decidir con “un solo valor”, sino poner en fila las condiciones del fluido, el rango de caudal y el entorno de instalación, y acotar empezando por los requisitos irrenunciables.
Primero acotar por los requisitos irrenunciables
Lo primero que conviene verificar es el nombre del fluido (composición), la temperatura máxima/de uso habitual, la presión máxima/de uso habitual, la viscosidad (incluida su variación con la temperatura) y la limpieza (presencia de lodos o burbujas). Estos factores determinan casi por completo la viabilidad del método. A continuación se ponen en fila el rango desde el caudal mínimo hasta el máximo, la precisión requerida y el valor admisible de pérdida de carga. Especialmente en alta viscosidad es fácil que deje de medirse en el lado del caudal mínimo, por lo que es importante conocer no solo el caudal máximo, sino también el mínimo.
Condiciones de instalación y tratamiento de la lectura
Aun con el mismo método, la precisión varía según la longitud de tramo recto aguas arriba y aguas abajo, la posición de instalación y la presencia de pulsaciones. La precisión del catálogo es una referencia en condiciones de base, y en la temperatura, presión y viscosidad reales pueden ser necesarias correcciones o la verificación de condiciones. Tratar los valores como algo “en general” y “según las condiciones”, y verificar cotejando las especificaciones en los puntos dudosos, evita tener que retroceder.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Qué método es adecuado para fluidos de alta temperatura?
A1. El requisito previo es que la temperatura de uso quede dentro del rango de resistencia al calor del sensor y de los materiales de sellado. Teniendo en cuenta también el efecto del cambio de densidad, se elige dejando un margen respecto al valor nominal de temperatura. Es imprescindible verificar la temperatura pico.
Q2. Con un fluido de alta viscosidad no puedo medir el bajo caudal
A2. Los métodos con piezas móviles tienden a no dar indicación en la zona de bajo caudal. Puede resultar eficaz un método poco afectado por la viscosidad o revisar el rango de medición. El primer paso es conocer el caudal mínimo.
Q3. ¿Por qué no puedo medir con la precisión indicada en el catálogo?
A3. La precisión es una referencia en condiciones de base y cambia según la temperatura, presión y viscosidad reales y las condiciones de instalación. Es necesario verificar en las condiciones de uso, incluido el efecto de la longitud de tramo recto y de las pulsaciones.
Q4. ¿Debo seleccionar por caudal volumétrico o por caudal másico?
A4. En fluidos cuya densidad cambia con la temperatura, la selección varía según cuál sea la magnitud que se quiera controlar. Si se decide primero el uso (control de mezcla o control de volumen) resulta más fácil no dudar.
Q5. Quiero renovar un caudalímetro ya instalado
A5. Si se organizan las condiciones del fluido, el diámetro de conexión, el espacio de instalación y las especificaciones de señal, se pueden acotar candidatos que cumplan requisitos equivalentes. Si se conocen los planos o las especificaciones actuales, el estudio avanza con fluidez.
Q6. ¿Se puede medir también un fluido que contiene lodos o burbujas?
A6. Los sólidos y las burbujas afectan de distinta forma según el método. Organizar las condiciones incluyendo la información sobre limpieza facilita estudiar el método adecuado.
Resumen
En la selección de caudalímetros para alta temperatura, alta presión y alta viscosidad, el atajo para evitar el “no se puede medir” es evaluar, antes que la precisión, la “idoneidad para funcionar con seguridad en esas condiciones”, controlar el caudal mínimo-máximo y las propiedades físicas, y verificar incluso las condiciones de instalación. Cuanto más complejas sean las condiciones, más peso tiene el cotejo de las especificaciones.
Si tiene inquietudes como “no puedo juzgar si este diámetro es adecuado para las condiciones de uso”, “conozco el caudal máximo pero desconozco el mínimo y me preocupa el lado del bajo caudal” o “quiero seleccionar un equivalente a la válvula o al caudalímetro ya instalados”, Yoshitake atiende su consulta de selección a partir de las condiciones del fluido y de los planos. Con base en nuestra experiencia en condiciones exigentes, le ayudamos desde la fase de organización de las condiciones. No dude en utilizar nuestro servicio de consulta técnica y de selección.