¿Cómo funcionan los macromedidores de agua?

Conocer la utilidad de los macromedidores de agua, le ayudará a tomar una decisión adecuada a sus necesidades.  

Conocer la utilidad de los macromedidores de agua, le ayudará a tomar una decisión adecuada a sus necesidades.

 

Conocer el principio de funcionamiento de los macromedidores es importante para entender su extendida aplicación en la medición de agua alrededor del mundo, así como las ventajas que brinda este tipo de instrumentos tanto en la obtención de lecturas confiables y en tiempo real, como en su durabilidad y estabilidad a lo largo del tiempo.

 

Todas estas son razones prácticas para considerar los medidores electromagnéticos como primera opción para la macromedición en acueductos y sistemas diversos de distribución y consumo de agua, donde la totalización del consumo, fallas en el trasiego, caudales no contabilizados, registros históricos, facturación, entre otras necesidades, son objetivos primordiales.

 

Antes de entrar en detalle, consideramos importante identificar qué es un macromedidor de agua como tal. De ese modo, le será más fácil incluso entender los tipos y funciones, así como las características que necesita considerar antes de comprar uno.

 

Macromediores de agua: ¿Qué son?macromedidores de agua

Los macromedidores son dispositivos que sirven para medir tanto el flujo (caudal) instantáneo de agua que circula a través de una tubería, como el total acumulado de agua que ha fluido durante un tiempo determinado. No contienen partes móviles o mecánicas que se desgasten o atasquen, no ofrecen restricción al paso del agua y las partes en contacto con el agua están aprobadas y certificadas para su uso en agua potable.

 

Se instalan típicamente a través de conexión por brida hacia la tubería. Además, existen otras conexiones como por ejemplo Triclamp (para industria médica o industria alimenticia) y otras según la norma que deba cumplirse.

 

Están compuestos por dos partes principales: el sensor o tubo de medición, que integra los electrodos y bobinas de medición; y el transmisor, que contiene la mayor parte de la electrónica del equipo, la interface de usuario, el procesamiento de señales y las comunicaciones.

 

El transmisor puede estar acoplado directamente al sensor (versión integral) o estar físicamente separados (versión remota) y conectados entre sí, a través de un cable (hasta 200m máximo). Su construcción hermética permite instalarlos a la intemperie o incluso enterrados (5m máximo) o sumergidos (IP67 - NEMA 4X ó IP68 – NEMA 6) en tuberías desde 1-1/2” hasta 96”.

 

¿Cómo funcionan los macromedidores?macromedidores de agua

Los macromedidores de agua, o medidores electromagnéticos, funcionan midiendo la velocidad del agua, mediante la detección de los cambios en el campo magnético generado a través de los electrodos, los cuales tienen contacto con el flujo de agua. La variación del campo magnético y sus voltajes asociados están directamente relacionados con la velocidad del flujo a través del tubo del instrumento, según la Ley de Faraday.

 

De esta manera, el macromedidor de agua mide la rapidez del fluido a través de la tubería, usando la relación Q=A*v, con la cual se determina el caudal o flujo de agua, donde:

Q = flujo o caudal (m3/s)

A = área transversal de la tubería (m2)

V = velocidad promedio del fluido (m/s) (estrictamente hablando, tomamos el valor escalar de la velocidad – rapidez- ya que se considera un vector perpendicular al área transversal del tubo).

En cuanto a la instalación mecánica, los macromedidores de agua requieren que la tubería se encuentre siempre llena de agua para que la lectura sea correcta, ya que como se ha mencionado, el cálculo del caudal toma en cuenta la totalidad del área transversal de tubo.

 

Si este se encuentra parcialmente lleno, el cálculo de caudal es erróneo. Para esto, los macromedidores de agua incorporan una función de detección de tubería llena que advierte cuando ocurre un caso contrario. Para asegurar que la tubería se encuentre siempre llena de agua, aunque el caudal sea cero (sin movimiento), se deben observar las recomendaciones de instalación dadas por el fabricante:

 

  • Que la tubería tenga un ángulo de elevación en la dirección del flujo para que cualquier burbuja de aire se desplace en dirección del flujo y no permanezca en el instrumento.

 

  • Que la tubería forme un sifón, a fin de colocar el equipo en la parte inferior del mismo para garantizar que esté situada donde siempre permanezca lleno de agua.

¿Qué más considerar para la buena medición?macromedidores electromagnético

Otro de los factores importante para la buena medición de caudal, es que la velocidad del fluido sea un promedio que represente lo mejor posible el perfil dinámico del flujo.

 

Tenga en cuenta que el fluido no tiene una velocidad constante en todo su volumen, sino que tiene un patrón dinámico, y entre más turbulento sea, más cambiantes son los vectores de velocidad en su interior. La turbulencia está representada numéricamente por el número de Reynolds: un número adimensional que aumenta conforme la turbulencia en la tubería es mayor.

 

Según el modelo y diseño del medidor deberá respetarse una longitud mínima de tubería recta sin elementos que generan turbulencia, típicamente 5 diámetros antes del equipo y 3 diámetros después. Por ejemplo, si el transmisor es de cuatro pulgadas de diámetro se necesitan 4x5=20 pulgadas de tubería recta antes de la entrada al medidor y 4x3=12 pulgadas después del medidor. Según el modelo, el tubo (sensor) está optimizado para que los diámetros a la salida sean cero, permitiendo la colocación de figuras o válvulas muy cerca de la salida del instrumento.

 

También, debido a su naturaleza electromagnética y siendo el fluido una parte del circuito eléctrico, es necesario potencializar el sistema a través de anillos de aterrizamiento o electrodos adicionales de aterrizamiento para que el fluido tenga la misma referencia de aterrizamiento que el equipo. Esto es particularmente necesario cuando la tubería es de material aislante, como el PVC.

 

En tuberías de hierro, la misma tubería ayuda a que el sistema sea equipotencial y no requiere anillos adicionales de aterrizamiento.

 

Aplicación de los macromedidores

macromedidores de agua

Los medidores electromagnéticos son utilizados para medir fluidos con una conductividad mayor a 20μS cm-1 (no pueden medir aceites o alcohol, por ejemplo) de ahí que son ideales para aplicaciones en fuentes naturales, agua limpia y aguas residuales o de proceso, con un contenido de sólidos suspendidos que no excedan el 6 % del volumen total.

Para contenidos sólidos mayores, se deben usar otros modelos de transmisor electromagnético o incluso optar por otras tecnologías de medición, según sea la aplicación particular.

Algunos modelos funcionan alimentados por batería o desde fuentes renovables y con comunicaciones GPRS, lo que permite instalación en sitios remotos sin infraestructura de distribución eléctrica. Es posible también la integración de sensores de presión, de modo que el mismo macromedidor tendrá la capacidad de detectar fugas en el sistema.

 

En definitiva, gracias a la versatilidad de instalación y las diversas condiciones ambientales en que puede operar los macromedidores electromagnéticos, por ejemplo, de la marca ABB, son ideales para su uso en acueductos, nacientes de agua, estaciones de bombeo y tuberías de distribución, entre otras aplicaciones, lo que permite generar valiosa información para el monitoreo y control de la producción y distribución del agua. De hecho, es recomendable que tenga bien claras cuáles características  considerar antes de comprar un caudalímetro electromagnético.

 

Ahora que tiene una noción clara sobre los macromedidores de agua, es probable que tenga interés en conocer cómo elegir un macromedidor electromagnético.  Si es el caso, le invito a clicar el botón de abajo.

 

Cómo elegir un macromedidor electromagnético