¿Cómo seleccionar e instalar un rotámetro?
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO / SELECCIÓN / INSTALACIÓN
¿Que es un rotámetro?
El rotámetro o caudalímetros de área variable, se encarga de medir el caudal volumétrico, de un líquido o gas, por un tubo cónico y un flotador que se desplaza por el interior señalando un valor gracias a una escala.
Es, en efecto, el caudalímetro más popular y utilizado en toda la industria y es que el rotámetro posee una serie de ventajas determinantes; No requiere alimentación, no es necesaria ninguna fuente de energía externa o combustible, sólo utiliza las propiedades del fluido, junto con los elementos internos, para medir el caudal; es un producto asequible debido a su sencilla fabricación y al bajo coste de los materiales que lo conforman; la escala es aproximadamente lineal; los diversos materiales que pueden usarse en su fabricación le confieren una gran versatilidad mecánica y química para tratar con tensiones térmicas y líquidos corrosivos.
¿Cómo funciona un rotámetro?
Entremos en materia, la operación de un rotámetro se basa en el principio de área variable, la indicación de caudal se obtiene al aumentarse el área de flujo cuando el caudal aumenta. El diseño del rotámetro consta de un tubo de medida ligeramente graduado en posición vertical. El fluido que circula a través del tubo eleva el flotador hasta una posición con suficiente área libre como para permitir el paso del flujo. Esta área libre está relacionada con el caudal circulante, el empuje del fluido y el peso del flotador. Otros factores que afectan a la lectura son la densidad y viscosidad en caso de medida de caudal de líquidos y la presión y temperatura de operación en caso de medida de caudal de gases.
La pérdida de carga máxima se da a fondo de escala, pero varía a lo largo de la misma. Podríamos decir que es prácticamente constante, ya que depende básicamente de la densidad del fluido y el peso y dimensiones del flotador. El flotador alcanza una posición estable en el tubo cuando la fuerza ascensional que ejerce el fluido en movimiento es igual a la fuerza hacia abajo que ejerce el peso del flotador. Un cambio en el caudal afecta este equilibrio de fuerzas. El flotador luego se mueve hacia arriba o hacia abajo, y cambia el área anular hasta que nuevamente alcanza una posición en la que las fuerzas están en equilibrio. La indicación de caudal se obtiene al aumentarse el área de flujo cuando el caudal aumenta.
Cada posición del flotador corresponde a un caudal que se refleja mediante escalas equivalentes grabadas directamente en el tubo de medida.
Lo que marca la variación de área es la conicidad del tubo.
Principio aplicable a los rotámetros de plástico y vidrio
Ahora bien, existe una pequeña diferencia cuando el tubo de medición es metálico (un poco más adelante explicamos este tema de los materiales del tubo de medición):
En este caso el sistema de medida consiste en un orificio calibrado y es el flotador el que es cónico. El empuje del fluido al circular de abajo hacia arriba desplaza el flotador hasta que éste llega a un punto de equilibrio:
El punto de equilibrio en el que el flotador se mantiene depende de varios factores:
E = Empuje del fluido
Pf = Peso del flotador
Área libre de paso : Al = Ao – Af
Donde:
Ao = Área del obturador
Af = Área del flotador
En este caso lo que marca la variación de área es la conicidad del flotador.
Cada posición del flotador representa un área entre el flotador y el orificio. Este área corresponde a un caudal concreto que se refleja mediante las escalas equivalentes grabadas directamente en el tubo de medida.
Principio aplicable a los rotámetros de metal
¿Cómo selecciono mi rotámetro?
Antes de seleccionar un rotámetro deberemos tener en cuenta las siguientes preguntas:
- ¿Cuál es el caudal mínimo, máximo y normal de la operación?
- ¿Cuál es el tamaño de conexión de la tubería?
- ¿Cuál es la temperatura de proceso mínima,máxima y normal de la operación?
- ¿Qué precisión necesita?
- ¿Cuál es el sentido del flujo?
Si se trata de un gas:
- ¿Cuáles son la presión y temperatura exactas de operación?
- ¿Cuál es la densidad del gas a 1 bar abs 20ºC?
Si se trata de un líquido:
- ¿Cuáles son la densidad y viscosidad a la temperatura de operación?
Caudalímetros de plástico
Es la opción más económica. Más ligero y con una mayor resistencia a la temperatura que el tubo de vidrio.
Caudalímetros de vidrio
Dispone de una montura de protección que envuelve el tubo. Disponible tanto para pequeños como para grandes caudales. Tiene una precisión mayor y mejor resistencia química que la opción de plástico técnico.
Caudalímetros de metal
Permiten la lectura de caudal de líquidos turbios y opacos. Son más resistentes química y mecánicamente en cuanto a presión y temperatura y también más seguros contra incidentes. Son los que disponen de un rango de medición de caudal mayor y de mejores opciones electrónicas que las otras opciones. La serie SC250 puede fabricarse totalmente en plástico para aplicaciones especiales.
Ventajas e inconvenientes de los caudalímetros de área variable
Ventajas
- Podemos utilizarlos tanto para aplicaciones de líquidos como de gases o vapor.
- Su diseño es simple y por ello son económicos.
- Son ligeros (este punto depende del tubo de medición).
- No requieren de fuentes de alimentación si sólo se requiere indicación de caudal.
- La lectura de caudal puede realizarse fácilmente a pie de instalación.
- Bajas pérdidas de carga.
Inconvenientes
- Requieren una calibración específica para cada fluido/aplicación.
- Normalmente no disponen de función de totalización (aunque con diferentes convertidores electrónicos esta función ya está disponible en los instrumentos de Tecfluid como el SC250).
- El caudalímetro debe instalarse en una tubería vertical con circulación ascendente del caudal, aunque en la opción de tubo de medición metálico también hay opciones para tubería vertical con flujo descendente y horizontal.
¿Cómo instalo un rotámetro?
La instalación de un rotámetro es sencilla, para empezar, requieren de un tramo recto de instalación de mínimo 5xDN antes y 3xDN después del punto de instalación, sin codos, curvas o válvulas que puedan alterar el flujo laminar del fluido. Cuando mayor el tramo, mejor el comportamiento. El rotámetro se instala en el centro, teniendo en cuenta que el tramo recto más importante es el de antes que el de después. El dispositivo debe estar totalmente vertical para evitar lecturas erróneas. Obviamente, el flujo deberá circular de abajo hacia arriba. Se aconseja antes de montar el equipo, anteponer un carrete, limpiar la instalación y montar el rotámetro. Hay que tener en cuenta que el disolvente residual de la limpieza puede dañar el caudalimetro de plástico (se percibe cuando aparecen unas pequeñas grietas en la superficie del plástico), aseguraremos que esté completamente retirado.
Con tal de proteger el dispositivo de un golpe de ariete y dañar seriamente nuestro caudalimetro (sobre todo si es de vidrio), es muy importante emplear las válvulas adecuadas y operarlas correctamente. Recomendamos el empleo de válvulas de regulación fina como válvulas de aguja o asiento, así como evitar el uso de válvulas de bola o electroválvulas. (¿quieres conocer más sobre la válvula de aguja? Visita este artículo)
¿Te han quedado dudas? No dudes en consultarnos, podemos estudiar tu caso y recomendarte el caudalimetro que necesitas.
Rotametro de tubo, para aire, 0.0340Mpa, 170 l/m, ya sea entrada 1/4 o 3/8
Cotización 2 pzas
Buenas tardes Ignacio,
Por favor, enviad las consultas a grm@grmindustrial.es,
Muchas gracias!
Necesito un rotámetro para dosificar amoniaco NH3 a una torre de destilación al vacío. Que tipo de material tanto del tubo como del flotador y las empacaduras.
Buenas Elvis,
Porfavor envia la consulta a grm@grmindustrial.es, necesitarás un rotámetro de plástico (probablemente Polisulfon, Trogamid T o NAS) por sus buenas propiedades anticorrosivas