Unas palabras sinceras sobre la precisión en campo de los caudalímetros

Cuando se habla de la precisión de los caudalímetros, es importante tener algunos conocimientos básicos sobre los factores que la influyen. Vemos muchos debates en plataformas como LinkedIn, donde la gente hace afirmaciones sobre la precisión sin explicar realmente de qué se trata. En este artículo, te daremos algunas respuestas prácticas a preguntas habituales.

Medidores de caudal de tipo puntual o de un solo punto

En algunos debates sobre caudalímetros se escuchan afirmaciones del tipo: «con nuestro caudalímetro, solo se necesitan entre 10 y 15 diámetros». De hecho, esto es imposible en la Tierra cuando se mide aire comprimido o gas con un caudalímetro de medición puntual, o de «tipo de un solo punto». Va en contra de los principios básicos de la física.

Ahora bien, ¿qué se entiende por un caudalímetro de «medición puntual/tipo de un solo punto»? Se trata de todos aquellos caudalímetros que calculan el caudal basándose en la medición de la velocidad en un único punto de la tubería. Un ejemplo claro es el caudalímetro de inserción, que es uno de los tipos de caudalímetro más utilizados en las auditorías. Otro ejemplo, menos evidente a simple vista, es el medidor ultrasónico de pinza. Este medidor también mide el caudal en una trayectoria recta. Algunos medidores utilizan tecnologías más avanzadas, como la de doble trayectoria, o incluso de múltiples trayectorias, pero estas se utilizan con menos frecuencia en aplicaciones de aire comprimido.

El VPFlowScope original^® El DP es la herramienta de medición definitiva para medir el caudal de aire comprimido saturado.

Precisión en la práctica frente a las especificaciones

En aplicaciones de aire comprimido, incluso el caudalímetro más preciso puede utilizarse de forma incorrecta, lo que puede dar lugar a grandes errores sistemáticos o a lecturas aleatorias y erráticas. En las auditorías de caudal de aire comprimido, especialmente en sistemas de aire comprimido antiguos y ya existentes, obtener datos de medición realistas puede resultar muy complicado, ya que todos los caudalímetros de «tipo de medición puntual» son propensos a sufrir perturbaciones aguas arriba y aguas abajo. Estas perturbaciones suelen provocar grandes desviaciones. Esto podría dar la impresión de que el caudalímetro de aire está defectuoso, cuando en realidad simplemente se ha utilizado de forma incorrecta.

Encontrar el lugar ideal para la instalación en fábricas ya existentes suele ser todo un reto.

Algunos ejemplos de elementos que pueden alterar el perfil de flujo son los codos dobles, los cambios bruscos de diámetro y las piezas en T de gran tamaño. En muchos casos, el cliente solo puede colocar el caudalímetro entre 5 y 10 diámetros aguas abajo de estos elementos, lo que influirá considerablemente en la precisión de campo.

Un caudalímetro se calibra en condiciones ideales, lo que significa que se somete a un perfil de velocidad conocido y simétrico en una tubería de referencia con un diámetro interior conocido. Sin embargo, cuando se debe instalar un caudalímetro en una tubería a una distancia demasiado corta de posibles perturbaciones, le recomendamos que añada al menos entre un 5 % y un 10 % a su margen de incertidumbre y se asegure de que todas las partes implicadas sean conscientes de la incertidumbre de medición adicional. Especialmente al «probar» el rendimiento de un compresor sobre el terreno, hay que tener mucho cuidado.

Turbulento frente a laminar

Todavía se oye hablar de «flujo laminar» en el aire comprimido. Aclaremos también este punto. ¿Sabías que el aire comprimido, debido a las altas velocidades y al gran diámetro de las tuberías, siempre es turbulento? En las redes de aire comprimido, nunca se alcanza un flujo laminar a menos que se midan velocidades muy bajas. ¿Por qué? Por otra ley de la física, descrita por Reynolds y otros. Pero no te preocupes, no es ningún problema. De hecho, tiene una ventaja, ya que el perfil de flujo es bastante plano en lugar de parabólico. Lo que hace que la inserción de tu caudalímetro sea menos crítica en tuberías más grandes.

A partir de ahora, deberíamos hablar de flujo «totalmente desarrollado», en lugar de laminar, lo que significa que el perfil del flujo es perfectamente simétrico y se distribuye de manera uniforme por toda la superficie de la tubería. Se necesita una longitud considerable para que el flujo se vuelva simétrico; en algunos casos, especialmente con codos dobles fuera del plano, hemos observado que se necesitan hasta 60 D.

Comparación de tecnologías de caudalímetros: aspectos a tener en cuenta

• Sondas de inserción térmica: efectos del perfil de flujo y efectos de la temperatura. Los cambios bruscos de temperatura pueden influir en la medición. Las gotas de agua provocan picos en la señal de medición.
• Sondas de presión diferencial: perfil de caudal, el rango de medición es limitado; hay que tener en cuenta los caudales bajos. Las gotas de agua y la suciedad pueden obstruir los orificios de presión. La presencia de agua en las tuberías de conexión puede dar lugar a resultados anómalos.
• Ecografía: perfil de flujo, ruido ultrasónico de las válvulas, vibraciones, pérdida de señal.
• Vortex (en línea): Goteo de agua, el rango de regulación es limitado; hay que tener en cuenta el bajo caudal y la pérdida de presión permanente a lo largo del contador
• Presión diferencial (en línea): rango de regulación limitado; tenga en cuenta los caudales bajos. Pérdida de presión permanente cuando se utilizan medidores de tipo orificio.
• Turbinas: Las oscilaciones pueden dar lugar a valores medios de caudal más altos o más bajos. Las pulsaciones de presión pueden dañar los cojinetes. El agua puede provocar corrosión, lo que da lugar a lecturas erróneas.

¿Qué grado de precisión necesitas?

En una auditoría, todo depende de lo que se busque (fugas, perfil de demanda, rendimiento del sistema de control del compresor, eficiencia del compresor). A la hora de analizar los datos, todo depende de las habilidades del auditor y de cómo este interprete la combinación de los distintos sensores y señales. A veces, una simple señal de carga/descarga de un compresor ya puede proporcionar información sobre el comportamiento del sistema de control; en otros casos, es posible que se desee profundizar en el lado de la demanda, para lo cual se necesita un caudalímetro bidireccional. Cuantas más señales se combinen, mayor será la claridad sobre lo que está sucediendo exactamente.

En general, una precisión del 5 % es suficiente para una auditoría de aire comprimido con sondas de inserción, teniendo en cuenta todas las incertidumbres. Si desea probar un compresor sobre el terreno y compararlo con las especificaciones de fábrica, debe consultar la norma ISO 1217 sobre la precisión requerida. Esto podría requerir equipo especial y personal especializado para llevar a cabo la prueba.

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Póngase en contacto con nosotros para comentarnos su aplicación. Estaremos encantados de asesorarle a la hora de elegir el producto adecuado, que en algunos casos podría no ser un caudalímetro.