Caudalímetro electromagnético inteligente

Un caudalímetro electromagnético es el instrumento que mide bien un líquido sucio. En el interior del diámetro no hay nada más que el propio líquido, así que nada obstruye el paso y nada retiene fibras, arenilla ni sólidos; el instrumento lee la tensión que se genera en el medio en movimiento en lugar de la posición de un elemento móvil. Por eso sus funciones naturales son las aguas residuales, los lodos, la pasta de papel y las líneas de dosificación química, y por eso mantiene su exactitud en corrientes que dejarían ciego o atascarían a cualquier otro tipo.

El precio de esa construcción es una condición previa. El líquido tiene que conducir y la tubería tiene que ir llena. Donde falla cualquiera de las dos cosas, ninguna calidad de instrumento ayuda, y la respuesta es otra tecnología y no un caudalímetro electromagnético mejor.

Qué hace el caudalímetro y qué necesita

El tramo de medición es un tramo de tubería revestido con unas bobinas alrededor y dos electrodos que atraviesan el revestimiento hasta ponerse en contacto con el líquido. Las bobinas generan un campo magnético a través del diámetro interior; el líquido conductor en movimiento genera una pequeña tensión en ese campo; los electrodos recogen esa tensión. Como la tensión es proporcional a la velocidad para un diámetro interior y un campo dados, el instrumento la convierte en un volumen por unidad de tiempo.

De ahí se derivan dos consecuencias directas. Un líquido por debajo de la conductividad que necesita el sensor no puede generar una señal utilizable, y por eso el agua desionizada, los disolventes puros y la mayoría de los productos hidrocarburados quedan fuera de alcance y no simplemente resultan difíciles; y por eso este caudalímetro se ofrece con variantes de baja conductividad, a partir de 2 µS/cm para circuitos de refrigeración y de 5 µS/cm para lodos, cuando el umbral de serie de 50 µS/cm resulta demasiado alto para la función. Y el circuito electromagnético incluye la tubería y la tierra, así que el electrodo de puesta a tierra que describe el material forma parte de la medición y no es un refinamiento de instalación: un instrumento sin una referencia de tierra sólida mantiene un cero a la deriva, y ninguna calibración lo corrige.

Cómo elegir el revestimiento y el electrodo

Estas dos piezas son las que deciden la compatibilidad con el medio de todo el instrumento, y lo mejor es fijarlas como un conjunto. El revestimiento es lo que impide que la señal inducida se cortocircuite a través del cuerpo metálico, y es además la superficie que el medio toca durante toda la vida del caudalímetro. El electrodo es el único punto en el que un metal está deliberadamente en contacto con el líquido.

Hay que responder a la vez a dos modos de fallo distintos. El ataque químico decide la familia: un fluoropolímero para ácidos y álcalis agresivos, un caucho para agua y servicios poco agresivos. La abrasión decide dentro de la familia: un lodo abrasivo desgasta un fluoropolímero a un ritmo que ningún argumento químico anticipa, y el material ofrece revestimientos de caucho exactamente por eso. La temperatura vuelve después a estrechar la elección, porque cada revestimiento lleva su propio límite de medio, y el material los da uno a uno en lugar de una sola cifra del instrumento, lo que significa que es el revestimiento, y no el caudalímetro, el que fija la temperatura máxima de un pedido concreto.

El material incluye una tabla de selección aparte para cada uno, con el comportamiento frente a la corrosión de cada material de electrodo descrito frente al ácido, el álcali o la sal que se espera que encuentre. Como las dos tablas son independientes, conviene confirmar la combinación para el medio concreto en lugar de componerla a partir de dos elecciones razonables por separado.

Cómo se lee el caudalímetro y cómo se obtienen los datos

El instrumento muestra el caudal instantáneo y el total juntos en un visualizador integrado, lo que significa que una lectura tomada en el propio caudalímetro lleva consigo el total del turno. Para cualquier cosa que vaya más allá de la lectura local, el material describe un módulo inalámbrico opcional en lugar de una salida por cable: el caudalímetro informa a una plataforma en la nube a través de un enlace de banda estrecha, un terminal de datos móviles o una pasarela perimetral, con vigilancia de varios equipos y exportación de datos.

Conviene señalar esto como una cuestión de alcance y no como una prestación. Una salida por cable es lo que un sistema de control de planta espera normalmente, y el material no indica ninguna, así que la interfaz hay que resolverla en la consulta y no darla por supuesta por el hecho de que haya un visualizador.

Instalación

El material indica un tramo recto de 10 diámetros de tubería aguas arriba y 5 aguas abajo, y las razones son las mismas que para cualquier instrumento basado en la velocidad: el perfil en los electrodos forma parte de la medición. Indica también las posiciones de montaje que mantienen la tubería llena y sin aire —en el tramo ascendente de una línea o en la parte baja de un recorrido horizontal, nunca en el punto más alto de la línea y nunca en un tramo vertical descendente— y aconseja una válvula de purga aguas abajo cuando la caída de la línea supera los 5 m. El caudalímetro no debe instalarse en el lado de aspiración de una bomba.

La razón práctica de que estas reglas se enuncien con tanta firmeza es que un caudalímetro electromagnético mal instalado no falla. Mide, y mide de forma plausible, y el error aparece como una discrepancia lenta frente a un total tomado en otro sitio y no como una avería que alguien pueda señalar.

Limitaciones de medición y criterios de selección

La primera limitación es la conductividad, y conviene comprobarla antes que nada, porque decide si el tipo sirve o no. La segunda es que la tubería tiene que ir llena: una línea parcialmente llena da una lectura basada en una sección mojada que no es el diámetro interior, y el error es mayor cuando el caudal es más bajo, que es justo cuando una planta tiene más probabilidades de estar buscando una fuga o un atasco.

El material deja además varias cifras sin cerrar, y se enumeran como información pendiente en lugar de resolverse aquí. La más significativa es la salida: no se indica ninguna señal analógica, de impulsos o serie por cable, y no se da tensión de alimentación, así que la interfaz eléctrica de un pedido todavía no queda determinada por el material. La temperatura de servicio de -10 a 55 °C se da sin decir si es la ambiente o la del medio, y la temperatura máxima del medio aparece solo por revestimiento. La tabla de dimensiones del material se reproduce con una nota que advierte de que el significado de sus columnas se dedujo del plano. Y la exactitud se da como porcentaje de la lectura, que no es la misma magnitud que una clase de exactitud y no hay que convertirla en una.

Cómo hacer el pedido

Los datos que fijan la respuesta son el medio, su conductividad y si esta varía; el caudal mínimo, el normal y el máximo; el diámetro exterior de la tubería, el espesor de pared y la norma de brida que debe cumplir; el revestimiento y el electrodo, o el entorno químico si aún no están decididos; la temperatura máxima del medio y la presión de la línea; la clase de presión necesaria; la interfaz eléctrica y lo que va a leerla; si el proceso se limpia en el lugar, se entierra o queda sometido por otra vía a condiciones que alteran el cuerpo; y si el área está clasificada como peligrosa. Una lista de medios y un detalle de la tubería bastan para emitir una cotización orientativa, que después puede afinarse conforme se fijan el revestimiento y el electrodo. La cantidad, el puerto de destino y la fecha de entrega requerida completan la consulta.