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Caudalímetros de flotador: medición fiable del caudal de líquidos y gases

¿Qué son los medidores de caudal de área variable?

Los medidores de caudal de flotador que funcionan según el principio del flotador se utilizan con éxito en la industria desde hace más de 100 años.
Se consideran una solución económica, robusta y fiable para medir el caudal de líquidos, gases y vapores en tuberías.
Gracias a su sencillo funcionamiento y a su alta seguridad operativa, los caudalímetros de área variable siguen siendo indispensables en muchas aplicaciones industriales.

Funcionamiento de los caudalímetros de área variable

Los caudalímetros de área variable clásicos constan de un tubo de medición cónico de vidrio o plástico transparente.
En su interior hay un flotador que se mueve libremente y que asciende en el tubo en función del caudal. El caudal actual se puede leer de forma directa y precisa en una escala.

Caudalímetros de de área variable con tubo metálico para aplicaciones exigentes

Para presiones de servicio elevadas, temperaturas altas o medios opacos se utilizan caudalímetros de de área variable con tubo de medición metálico cónico.
En este caso, la posición del flotador se transmite sin contacto a una unidad de visualización mediante un sistema de acoplamiento magnético.
Opcionalmente, estos dispositivos pueden equiparse con transmisores eléctricos, por ejemplo, para:

• Salida de 0(4)-20 mA / 0-10 V
• HART
• PROFIBUS
• Otros sistemas de bus industriales

De este modo, es posible transmitir a distancia los valores medidos sin ningún problema.

Supervisión y funciones adicionales

Para supervisar los límites de caudal, los caudalímetros de flotador pueden equiparse con contactos Reed o contactos inductivos.
Estos permiten una supervisión sencilla de los valores límite y su integración en los sistemas de automatización existentes.

Ventajas de los caudalímetros de flotador

Los caudalímetros de flotador ofrecen numerosas ventajas:

• Montaje sencillo
• Baja pérdida de presión en el tubo de medición
• Alta precisión de medición y buena repetibilidad
• Económicos (especialmente los dispositivos de plástico)
• No se requiere energía auxiliar para la medición
• Bajos costes de mantenimiento
• Los tubos de medición transparentes pueden utilizarse al mismo tiempo como mirillas

Estas características lo convierten en un medidor de caudal muy popular en química, ingeniería de procesos, tecnología de agua y aguas residuales, así como en muchas otras industrias.

Desventajas del caudalímetro de área variable

• La medición depende de la densidad, la viscosidad, la presión y la temperatura, es decir, los dispositivos deben calibrarse para un fluido.
  s decir, los dispositivos deben calibrarse para un fluido. Es posible la conversión para otros fluidos.
• Las unidades estándar deben montarse verticalmente con el flujo de abajo hacia arriba.
• Intervalo de medición bajo (aprox. 1:10).
• No apto para fluidos con suciedad o contenido en sólidos.
• No apto para fluidos opacos con tubo de medición transparente.
• Sólo apto para diámetros nominales de tubería pequeños (hasta aprox. DN 150).

Tecnología de medición de caudal con garantía de futuro

Aunque los medidores de caudal electrónicos están ganando cada vez más importancia en el contexto de la automatización y la digitalización, el medidor de caudal de flotador sigue siendo un componente fijo de la tecnología de medición industrial debido a su simplicidad, fiabilidad y rentabilidad, tanto hoy como en el futuro.

Historia del Caudalímetro de área variable

La historia del caudalímetro de área variable, se remonta al siglo XVIII, cuando el matemático suizo Daniel Bernoulli descubrió las leyes de la mecánica de fluidos.
Estas leyes describen cómo fluyen los líquidos y los gases por las tuberías y cómo se distribuye la presión en un flujo.
Bernoulli se dio cuenta de que la velocidad y la presión de un líquido o gas en una tubería son proporcionales entre sí.
La primera mención de la medición del caudal en un tubo cónico con un flotador la hizo el estadounidense Edmund A. Chameroy, que solicitó una patente para su invento en 1868.
En los 15 años siguientes, se presentaron otras solicitudes de patente en Inglaterra y Alemania para diseños con mejoras constructivas.
Un descubrimiento decisivo lo realizó en 1908 Karl Küppers (1874-1933) en Aachen (Alemania).
Mientras construía flotadores para controlar los gases de los quemadores, descubrió que un flotador giratorio mejoraba considerablemente la precisión y fiabilidad de la medición. Ese mismo año solicitó la patente de este descubrimiento en la Oficina de Reichspatentamt (Alemania) con el número (DE21225C https://patents.google.com/patent/DE215225C/de).
La rotación del flotador se realizaba mediante muescas inclinadas en la cabeza del flotador.
Felix Meyer reconoció la importancia de este invento y fundó la Deutsche Rotawerke GmbH en Aquisgrán. Optimizó la forma del flotador, produjo y comercializó los dispositivos industrialmente como Rotameter®.
La empresa se trasladó a Wehr, en Baden, en 1944 y sigue produciendo allí con el nombre de Rota-Yokogawa, como filial de la empresa japonesa Yokogawa, flotadores y otros caudalímetros.
Rotameter® es un término registrado de la empresa Rota-Yokogawa.
Entretanto, muchas empresas fabrican y comercializan en todo el mundo Caudalímetro de área variable con una amplia variedad de diseños.
Volumen de mercado estimado en todo el mundo, varios cientos de miles de unidades al año.