¿Para qué sirve un rotámetro?
Un rotámetro se utiliza para medir el flujo de líquido o gas que circula por un sistema de tuberías en un momento dado. Proporcionan una medición de flujo constante y también pueden ofrecer capacidades de conmutación opcionales para controlar el flujo en un sistema o proceso.
Rotámetro frente a flujometro
La tecnología de flujometros rotámetro es un tipo de tecnología de flujometros tan antigua, conocida y popular que algunos la utilizan como sustituto de todos los flujometros en general. Sin embargo, esto es un error, ya que la tecnología de flujometros rotámetros es sólo uno de los muchos tipos de tecnología de flujometros. Así pues, en esencia
Flujometro rotámetro
Los flujometros de tipo rotámetro reciben diversos nombres, como rotámetro, flujometros de área variable y flujometros de tipo flotador. La tecnología de rotámetro de área variable existe desde hace más de 100 años. Este tipo de flujometro es uno de los más vendidos e instalados en el mundo. Los rotámetros pueden utilizarse para medir el flujo de gases o líquidos. Los rotámetros para líquidos pueden manejar medios de diferentes viscosidades, como agua o aceite. No son adecuados para la medición de vapor.
Se componen de unas pocas piezas sencillas: un tubo (normalmente de vidrio o plástico y a veces protegido por una carcasa metálica que lo rodea), un flotador (normalmente metálico), una escala (impresa en el tubo de flujo), accesorios para la instalación en línea y salidas o interruptores opcionales para el control del flujo.
El principio rotámetro - ¿Cómo miden el flujo los rotámetros?
El principio de funcionamiento de los rotámetros es un medio mecánico de medición del flujo. Miden el flujo utilizando un flotador que puede moverse libremente hacia arriba y hacia abajo dentro del tubo de flujo. La fuerza de flotación que actúa sobre el flotador, la resistencia al flujo y el peso del propio flotador están en equilibrio. Esta posición de equilibrio proporciona el flujo mediante la referencia de la parte superior del flotador con la escala impresa en el tubo de flujo. A veces se utilizan varillas guía para ayudar a estabilizar el flotador y son más comunes en rotámetros de gas o flujometros de líquido de gran cuerpo.
La flotabilidad del flotador depende de la densidad y de la masa del flotador, así como de los materiales de construcción y del volumen. El flotador debe tener una densidad superior a la del medio o se moverá hacia arriba en el tubo de flujo incluso cuando no haya flujo, lo que provocará un error de medición. Esencialmente, el flotador no debe flotar en la parte superior del medio.
Flujometros de área variable - ¿De dónde procede el término?
Si se observa de cerca un tubo rotámetro, normalmente se estrecha desde un diámetro pequeño hasta un diámetro ligeramente mayor en la parte superior. La forma del tubo y el aumento de la capacidad de volumen basado en la ubicación dentro del tubo contribuyen a crear el entorno para una medición precisa. Algunos modelos presentan una conicidad evidente en el tubo, mientras que otros son más sutiles.
La mayoría de las empresas que utilizan una bola como forma flotante, leen desde el centro de la bola. Sigo sin entender por qué hacemos referencia a la parte superior de la bola, nadie más lo hace y tiene menos sentido para mí.
¿Cuáles son los tipos o rotámetros?
Los tipos de rotámetros pueden definirse por el material utilizado para el flujometro. La mayoría de los cuerpos de los rotámetros son de vidrio o plástico, algunos son metálicos. El acrílico y la poliamida son tipos de plástico habituales en la construcción de rotámetros. Los rotámetros metálicos se fabrican generalmente en cuerpos de acero inoxidable o latón.
Los rotámetros también pueden clasificarse según el tipo de medio. La mayoría de los rotámetros pueden medir gases, como el aire, o líquidos, como el agua. Debido a que las escalas del medidor están calibradas para el tipo de medio, no se puede utilizar un flujometro de aire para medir agua y viceversa, aunque un rotámetro para aire y un rotámetro para agua pueden ser casi indistinguibles entre sí. En su construcción real pueden serlo, pero la diferencia es que la escala de medición entre el modelo de aire y el de agua tendrá un espaciado diferente. Algunos rotámetros especiales ofrecidos por instrumentos KOBOLD están construidos para compensar medios de mayor viscosidad
Los rotámetros también pueden clasificarse por sus áreas de aplicación habituales. Los rotámetros se encuentran habitualmente en laboratorios, sistemas de inyección de productos químicos, control de calderas, aplicaciones de purga, carga de filtración, analizadores de procesos, circuitos de lubricación de aceite, flujo de refrigerante y como herramientas de alerta temprana de sistemas obstruidos. Éstas no son las únicas áreas de aplicación en las que se encuentran los rotámetros. Las aplicaciones en las que se utilizan en todo el mundo son casi infinitas, ya que son económicos y versátiles.
Los rotámetros no se clasifican por tipo de instalación, ya que todos los rotámetros son instalaciones "en línea". Debido a la propia naturaleza del principio de funcionamiento, no existen modelos de inserción o "no instrusivo". Esto significa que el flujometro se coloca entre dos secciones de la tubería de proceso mediante accesorios situados a ambos lados del flujometro. (Para algunos rotámetros, normalmente los más pequeños, tenemos 2 opciones de instalación, en línea y montaje en panel, donde el modelo en línea es el que vería tradicionalmente y el montaje en panel, que sigue siendo técnicamente en línea, pero los accesorios están dentro y fuera de la parte posterior). Esta es la diferencia entre los modelos KDS y BGK. También en el KFR, hacemos referencia al diseño en línea frente al de montaje en panel).
¿Cuáles son las ventajas de un rotámetro?
Los rotámetros de área variable ofrecen las siguientes ventajas:
- Indicación visual del flujo mediante cuerpos de flujo transparentes o indicadores acoplados magnéticamente
- Una escala lineal
- Por lo general, de menor coste
- Diseño sencillo y fiable
- Fácil de instalar
- Requisitos de tramo recto mínimos o inexistentes
- Baja caída de presión que suele ser constante
- Se pueden instalar varios contadores en una misma línea sin pérdidas de presión significativas
- Fácil puesta en marcha
- Mantenimiento mínimo
- Amplia selección de materiales para adaptarse a muchos tipos de soportes diferentes
- Puede utilizarse con líquidos corrosivos si se selecciona un material de construcción compatible
- No necesita alimentación externa para funcionar
- Buena precisión para medios de viscosidad baja a media
- Medición repetible
¿Puede un rotámetro controlar el flujo?
Sí, la mayoría de los rotámetros ofrecen opciones que pueden controlar el flujo. La mayoría de los rotámetros están disponibles con interruptores opcionales que cerrarán el flujo si se alcanza cierto flujo. KOBOLD ofrece muchos modelos con uno o más interruptores para habilitar múltiples puntos de interrupción para el proceso si es necesario.
Los rotámetros también están disponibles con válvulas de control de aguja. Éstas parecen pequeños diales situados en la parte inferior o superior del cuerpo del flujometro y pueden girarse para aumentar o disminuir el flujo y mantenerlo relativamente estable una vez ajustado.
Los rotámetros también pueden montarse normalmente en bloques de colectores en los que el flujo de una línea principal puede ajustarse a medida por línea de alimentación de la línea principal a un flujo determinado. Los bloques distribuidores de flujometros se utilizan tanto en aplicaciones industriales como residenciales.
¿Son precisos los rotámetros?
La precisión de un rotámetro depende de la aplicación exacta en la que se vaya a utilizar. Los rotámetros son conocidos por su alta repetibilidad. Existen otros tipos de tecnología de flujometros que ofrecen una mayor precisión, como los flujometros magnéticos y ultrasónicos, pero estas tecnologías también tienen un precio mucho más elevado. Siempre es importante sopesar las necesidades de precisión de la aplicación con el presupuesto. Muchas aplicaciones se benefician de la precisión que ofrece un flujometro rotámetro.
Los rotámetros suelen ofrecer una precisión de entre el 1,6% y el 5%. Se trata de una precisión media para la mayoría de los flujometros de tipo mecánico. En comparación, los flujometros sin piezas móviles ofrecen las siguientes precisiones: 0,1% a 0,5% para flujometros Coriolis, 0,2% a 2% para flujometros magnéticos y 0,7% a 1% para flujometros ultrasónicos.
Consideraciones sobre la selección del rotámetro
Es importante elegir un medidor que funcione entre el 60% y el 80% del rango de flujo del medidor la mayor parte del tiempo para evitar imprecisiones asociadas con flujos que se encuentran en los extremos superior e inferior de la capacidad del medidor. Los rotámetros suelen estar limitados a una relación de reducción de 10:1, lo que significa que no pueden adaptarse a una amplia variación de los flujos.
Los rotámetros no pueden tolerar líquidos que recubran o cristalicen, ya que impedirían el movimiento adecuado del flotador. Tampoco soportan bien las partículas de gran tamaño, ya que no podrían deslizarse fácilmente por el flotador en el tubo de flujo y provocarían una acumulación bajo el flotador que crearía errores de medición. Los cambios en la gravedad específica, la presión y la viscosidad del medio también pueden provocar errores de medición significativos. Si su proceso se define por el cambio de las especificaciones del medio a lo largo del proceso, entonces otra tecnología de flujometro puede ser una mejor opción. Los rotámetros deben calibrarse para densidad, viscosidad y gases comprimidos. Asegúrese de que cualquiera que sea el medidor que elija pueda soportar la presión y temperatura máximas de funcionamiento dentro de su proceso y que el medio sea compatible con el cuerpo de flujo y los materiales del flotador.
Rotámetros - Medición volumétrica
Los rotámetros son contadores volumétricos (en contraposición a los contadores que miden la masa) por naturaleza, por lo que, en el caso de los líquidos, no necesitan adaptarse a los cambios de temperatura y presión, ya que el volumen de los líquidos no se ve afectado en gran medida por los cambios en estas 2 condiciones de funcionamiento. Sin embargo, el volumen de gas se ve muy afectado por la temperatura y la presión de funcionamiento, por lo que las escalas de referencia para la medición de gas deben hacer referencia a una norma como SCFM (pies cúbicos estandar por minuto) o NM³H (metros cúbicos normales por hora) y cualquier variación de las condiciones de funcionamiento calibradas dará lugar a un cambio en el volumen de gas y a lecturas muy inexactas.
¿Cómo se lee un rotámetro?
Los rotámetros se leen en la parte superior del flotador contra la escala del cuerpo de flujo. Debido a las distorsiones ópticas, para obtener una lectura precisa lo mejor es situarse a la altura de los ojos con la parte superior del flotador y colocarse frente a la escala de medición y no al lado.
Consideraciones sobre la instalación del rotámetro
La mayoría de los rotámetros deben instalarse en posición vertical, con el flujo moviéndose de abajo hacia arriba. Los medios que no sean transparentes dificultarán mucho la lectura del flotador, por lo que hay que considerar si un rotámetro es adecuado también en función del medio. Tampoco son adecuados para flujos pulsantes. Sin protección, los tubos de vidrio y plástico pueden romperse si se instalan en una zona en la que se mueven cosas y podrían impactar contra el medidor.
Rotámetros de aire
Casi cualquier rotámetro adecuado para gases lo será también para medir aire. Al elegir un rotámetro de aire, tenga en cuenta el intervalo deflujo mínimo y máximo que admitirá el medidor, la presión y temperatura máximas que puede soportar y la zona de instalación. Si se elige un rotámetro de vidrio y existe la posibilidad de que el medidor se rompa por el movimiento de personas o piezas, puede elegir un modelo que ofrezca una carcasa metálica protectora alrededor del tubo de vidrio o considerar un modelo de plástico.
Rotámetros de agua
La mayoría de los rotámetros para líquidos pueden medir el flujo de agua. La excepción serían los rotámetros diseñados específicamente para la medición de aceite. El factor determinante a la hora de considerar un rotámetro para agua (además del rango de flujo, la presión y las capacidades de temperatura) es si el agua tiene partículas. Si la tiene, un rotámetro puede no ser la mejor opción, ya que los flotadores pueden verse obstaculizados y pueden producirse errores en la lectura. Si el medio tiene partículas, una tecnología que no tenga partes móviles, como la magnética, ultrasónica, de vórtice o de presión diferencial, suele ser una mejor elección.
Rotámetros de aceite
Los rotámetros de aceite suelen ser modelos específicos para cada medio, ya que la mayoría de los rotámetros de agua y aire no pueden trabajar con aceite debido a su mayor viscosidad. Los rotámetros de aceite son típicamente construidos de metal ya que la mayoría de los procesos que usan aceite también es probable que estén funcionando a una presión más alta. KOBOLD ofrece un diseño especial patentado para rotámetros de aceite que compensa los cambios en la viscosidad y densidad del medio que pueden ocurrir debido a cambios en la temperatura u otros factores.
Algunos de nuestros rotámetros de aceite también pueden instalarse en cualquier orientación, a diferencia de la mayoría de rotámetros que requieren una posición de instalación vertical. Disponemos de presiones de hasta 5.000 PSI, como en nuestro flujometro e interruptor de compensación de viscosidad totalmente metálico VKM, y nuestros modelos son adecuados para aplicaciones hidráulicas de mayor presión. Nuestros rotámetros para aceite están disponibles con interruptores opcionales, se fabrican en EE.UU. y tienen un plazo de entrega rápido.
Rotámetros de bajo flujo
Los rotámetros de bajo flujo ofrecen la posibilidad de leer un flujo mucho menor que los modelos estándar. Están disponibles en modelos para líquidos y gases. KOBOLD ofrece una amplia gama de rotámetros de bajo flujo que pueden satisfacer las necesidades de muchas aplicaciones diferentes. Nuestros rotámetros de bajo flujo ofrecen algunos de los valores de flujo más bajos en la industria, como nuestro Rotámetro KFR que ofrece un flujo bajo de 0.2 GPH o nuestro Rotámetro KSK que ofrece un flujo bajo de 0.006 GPM
Flujometros de área variable de tubo metálico
Los flujometros de área variable de tubo metálico ofrecen la clara ventaja de su durabilidad, ya que no son tan propensos a romperse como los rotámetros de vidrio o plástico. Esto también significa que son capaces de soportar presiones de funcionamiento más elevadas. La desventaja de los flujometros de área variable de tubo metálico es que no ofrecen acceso visual al flujo como los modelos transparentes. KOBOLD ofrece flujometros de área variable de tubo metálico como nuestro Medidor e Interruptor de flujo Totalmente Metálico de Alta Presión SM. También ofrecemos muchos modelos que tienen un cuerpo de flujo de tubo de vidrio que está casi completamente rodeado por protección metálica, como nuestros Rotámetros SV.
Rotámetro acrílico
Existen dos versiones típicas de rotámetro acrílico. La primera es un modelo de tubo acrílico en el que el cuerpo de flujo es de plástico y el medidor tiene la forma del cuerpo de flujo circular. El segundo tipo es un "pilar" de acrílico donde el cuerpo del medidor es esencialmente de forma rectangular, aunque el tubo de flujo dentro del medidor es circular.
Los rotámetros acrílicos suelen ofrecer la ventaja de ser compatibles con medios que pueden ser más agresivos o de naturaleza química. Dado que el plástico es menos costoso que el metal, los flujometros acrílicos suelen ser más baratos que sus homólogos de construcción metálica.
Interruptor de flujo de área variable
Los interruptores de flujo de área variable se construyen y funcionan exactamente igual que los rotámetros de área variable. De hecho, muchos flujometros de área variable ofrecen interruptores opcionales. Si lo único que se necesita es un interruptor y no la lectura del flujo continuo que proporciona un flujometro, también hay modelos que no tienen escalas de medición y simplemente ofrecen la posibilidad de establecer un punto de conmutación predeterminado, como nuestro interruptor de flujo SMN para líquidos o nuestros interruptores de flujo totalmente metálicos de la serie S para gas o líquidos.
Calibración de un rotámetro
La mayoría de los rotámetros vienen precalibrados de fábrica. La calibración de un rotámetro en fábrica se realiza comparando las lecturas del rotámetro con las lecturas proporcionadas por otro flujometro más preciso instalado en línea con el rotámetro en lo que se denomina un "soporte de flujo". Un soporte de flujo es básicamente una tubería con bombas que bombearán el medio a través de la instrumentación. Los flujometros que se utilizan en los soportes de flujo para verificar la precisión de un rotámetro suelen ser flujometros magnéticos o Coriolis, ya que ofrecen una precisión mucho mayor que los rotámetros.
A medida que el medio se desplaza por el soporte de flujo, la lectura del flujometro de verificación se compara con la lectura del rotámetro. Si la lectura está dentro de la tolerancia de precisión establecida, el rotámetro pasa la inspección. Si la lectura del rotámetro no está dentro de la tolerancia establecida, se puede crear una nueva escala en que tenga en cuenta cualquier variación del medidor que pueda hacer que no se confirme con la escala inicial.
Los rotámetros no suelen requerir recalibración como otras tecnologías de flujometros porque el principio de medición es simple y mecánico, y las dimensiones del flotador y el tubo no cambian a menos que estén dañados. Algunas empresas se rigen por organismos oficiales que les obligan a recalibrar periódicamente sus flujometros. Sin un soporte de flujo o la posibilidad de reimprimir una escala, no es posible ni aconsejable intentar modificaciones para recalibrar un rotámetro por uno mismo. Existen empresas especializadas en la verificación de la precisión de los flujometros, que suelen retirar los contadores de la línea y enviarlos para su comprobación.
Precio del rotámetro
Los rotámetros estándar se encuentran entre las tecnologías de flujo más baratas que existen. Debido a su sencillo diseño mecánico, pueden suponer un ahorro respecto a tecnologías más complejas. El precio de un rotámetro dependerá de los materiales del cuerpo de flujo, de accesorios como interruptores opcionales y válvulas de aguja, y del tamaño del cuerpo de flujo. Los rotámetros industriales totalmente metálicos para servicio pesado, como nuestros flujometros de área variable BGF para instalaciones horizontales (una opción única, ya que la mayoría de los rotámetros son sólo para instalaciones verticales) y nuestros flujometros de área variable BGN para instalaciones verticales, serán más costosos debido a la cantidad y el tipo de materiales utilizados.
Fabricantes de rotámetros
KOBOLD Instruments y sus subsidiarias estuvieron entre las primeras compañías de instrumentación industrial en fabricar rotámetros. Ofrecemos una amplia variedad de tipos de materiales, tipos de conexión, tamaños de línea y opciones para altas presiones y altas temperaturas. Como somos los fabricantes, conocemos bien la tecnología de rotámetros y podemos ayudarle a seleccionar el rotámetro perfecto para su aplicación y su presupuesto.
