Guía de selección de caudalímetros - 10 tipos de caudalímetros

Para distintas aplicaciones, el mercado ofrece una amplia variedad de caudalímetros, clasificados según su principio de medición. Aquí hay 10 tipos comunes:

Este artículo guía a los lectores en la selección de un caudalímetro, destacando características y condiciones de aplicación. Si ya tienes conocimientos previos, es recomendable contactar directamente con los fabricantes. Para más información, consulta "Conoce cómo funcionan los caudalímetros en 5 minutos".

El primer paso es definir el fluido a medir. ¿Se trata de líquidos o gases? No todos los caudalímetros son adecuados para ambos.

Es recomendable proporcionar información detallada a los fabricantes antes de la compra, como el pH del líquido, si la tubería está completamente llena, la presencia de burbujas y la viscosidad. Estos datos ayudan a elegir el caudalímetro más adecuado.

La presión y temperatura de la tubería son factores clave al seleccionar un caudalímetro. Cada tipo tiene distintos niveles de resistencia a la presión y temperatura. Incluso dentro del mismo tipo, la tolerancia varía según el material y diseño.

En diseño de ingeniería, se recomienda agregar un margen de seguridad de 10 unidades. Por ejemplo, si el líquido en la tubería tiene una temperatura de 50°C y una presión de 20 kg/cm², el caudalímetro debería tolerar al menos 60°C (50 + 10) y una presión de 30 kg/cm² (20 + 10) para mayor seguridad.

➤ Temperatura del fluido en la tubería (°C):

Baja temperatura: -40°C a 0°C

Temperatura media: 0°C a 100°C

Alta temperatura: > 100°C

El rango de medición del caudalímetro debe ser mayor que la fluctuación del flujo dentro de la tubería.

Es recomendable elegir un caudalímetro con un rango adecuado. Por ejemplo, si el rango de medición del equipo es de 20–100 LPM, dividir 100 entre 20 da un factor de 5. En este caso, se recomienda un caudalímetro con un rango superior a 1:5.  

Además, el caudal mínimo medible debe ser menor a 20 LPM y el máximo debe superar 100 LPM. Opciones recomendadas incluyen rangos de 15–150 LPM o 10–200 LPM.

El límite inferior afecta el punto cero, mientras que el límite superior impacta la precisión del caudalímetro, ya que los errores se calculan como un porcentaje de la escala completa. Si la diferencia entre el valor mínimo y máximo es muy grande, la precisión en flujos bajos será menor.

➤ Tabla de referencia de rangos de medición:

Alto rango (> 1:50): adecuado para medir flujos muy pequeños y grandes.

Rango medio (1:20 a 1:50): ideal para la mayoría de aplicaciones industriales.

Bajo rango (< 1:20): mejor para flujos estables y rangos estrechos.

Si bien la precisión es importante, una mayor precisión suele implicar un costo más alto. Es recomendable equilibrar precisión y costo según la aplicación. Ejemplos:

• Si solo necesitas estimar el consumo de agua en una tubería, no es necesario un caudalímetro de alta precisión.
• Para monitorear agentes químicos en procesos precisos, se requiere un caudalímetro con alta precisión.

Al revisar las especificaciones de precisión de un caudalímetro, es importante verificar si la precisión se expresa como un porcentaje de la Escala Completa (FS) o como un porcentaje de la Lectura (Rd o RD).

1) ¿Qué es Escala Completa (FS)?

Cuando se expresa el error en Escala Completa (FS), el cálculo se basa en el rango máximo del caudalímetro. El error absoluto es constante, pero el error relativo varía con el caudal medido.

Ejemplo: Si un caudalímetro con un rango máximo de 100 L/s tiene una precisión de ±1% FS, el error absoluto es siempre ±1 L/s, sin importar el caudal real.

• A 100 L/s, el error relativo es ±1%.
• A 50 L/s, el error relativo sube a ±2%.
• A 10 L/s, el error relativo se eleva a ±10%.

La ventaja de usar FS es su facilidad de cálculo, ya que el error absoluto es fijo. Sin embargo, en caudales bajos, la proporción del error aumenta, reduciendo la precisión.

2) ¿Qué es Precisión de Lectura (Rd o RD)?

Cuando el error se expresa en Rd, se calcula sobre el valor medido. El porcentaje se deriva de la lectura actual.

Ejemplo: Si un caudalímetro tiene una precisión de ±1% Rd y mide 50 L/s, el error absoluto es ±0.5 L/s. Si mide 10 L/s, el error absoluto se reduce a ±0.1 L/s.

La ventaja de usar Rd es que el error varía con la lectura, manteniendo una precisión estable en un rango amplio. Sin embargo, los cálculos son más complejos y en caudales altos el error absoluto puede aumentar.

➤ Tabla de referencia de precisión en caudalímetros
Basado en datos de fabricantes como Emerson, Endress+Hauser y Doweston:

• Alta precisión: FS ≤ ±0.5% Para mediciones en laboratorios o aplicaciones industriales de alta precisión.
• Precisión estándar: FS entre ±0.5% y ±2% Adecuado para la mayoría de aplicaciones industriales.
• Baja precisión: FS > ±2% Para aplicaciones con grandes variaciones de caudal o menor necesidad de precisión.

Al elegir un caudalímetro, es importante considerar si se puede cortar la tubería y la ubicación de instalación.

• Determinar si el sistema puede detenerse para la instalación: Si no se puede cortar la tubería, se recomienda un caudalímetro no invasivo, como el ultrasónico, aunque su costo suele ser mayor.
• Seleccionar el método de conexión adecuado según el material de la tubería:
• Tuberías metálicas (acero inoxidable, cobre): generalmente requieren soldadura o bridas.
• Tuberías plásticas (PVC, PPH): suelen utilizar adhesivos o roscado.
• Considerar la resistencia a la corrosión: Si el fluido es corrosivo, elegir materiales resistentes como PVC, PPH, PVDF o PFA.
• Verificar la orientación de instalación (horizontal o vertical): Debe asegurarse de que el caudalímetro funcione correctamente en la posición prevista.

Al comprar un caudalímetro, es importante considerar no solo el costo del equipo, sino también los gastos de instalación, mantenimiento y operación. Por ejemplo, los caudalímetros electrónicos tienen una larga vida útil, pero requieren calibración periódica para mantener su precisión.
Además, verifica si el caudalímetro debe cumplir con certificaciones específicas, especialmente en entornos industriales con altos estándares de seguridad y a prueba de explosiones. Algunos ejemplos de certificaciones especiales incluyen:

➤ Basado en rangos de precios observados en plataformas de comercio electrónico como Amazon y Alibaba, utilizando DN25 (1 pulgada) como referencia:

Alto costo: más de $1200

Costo medio: $600–$1200

Bajo costo: menos de $600

En algunas aplicaciones, es necesario almacenar y transmitir datos de flujo. Además, en los últimos años, la Ley de Gestión Energética ha exigido que edificios y lugares de trabajo realicen informes anuales de consumo energético, lo que requiere caudalímetros con capacidad de recolección de datos.

Al comprar un caudalímetro, es fundamental asegurarse de que sea compatible con las interfaces y protocolos de comunicación. Consulta el catálogo del fabricante para verificar los modos de comunicación compatibles.

Para más información sobre los modos de comunicación, explora estos recursos:

• Caudalímetros ultrasónicos y la gestión energética
• ¿Qué es la salida de corriente analógica?
• Entendiendo RS485
• ¿Qué es Modbus?
• ¿Qué son las señales de conmutación?