Caudalimetro electromagnético: Principio de funcionamiento y usos

CAUDALIMETRO ELECTROMAGNETICO
Electromagnetic Flowmeters
Juan David Corchuelo Moreno1,
1Universidad
Nacional de Colombia.
Resumen: el estudio del electromagnetismo, ha permitido al hombre descubrir
relaciones y establecer leyes para ésta rama de la física. Gracias a mentes brillantes
dichas leyes no quedan relegadas a los libros y teoría, evolucionan y trascienden a
aplicaciones practicas; una de ellas el caudalimetro electromagnético. En primer lugar
definiremos ésta tecnología, luego profundizaremos en su fundamento teórico, y
veremos las aplicaciones mas comunes, comparándolo con otras tecnologías de los
caudalimetros.
Palabras clave: caudalimetro electromagnético, Ley de Faraday,
electromagnética.
inducción
Abstract: The study of electromagnetism, has allowed man to discover relationships
and establish laws for this branch of physics. Thanks to brilliant minds such laws are
not relegated to books and theory, evolve and transcend to practical applications, one of
which the electromagnetic flowmeter. First define this technology, then delve into its
theoretical foundation, and see the most common uses, compared with other flowmeters'
technologies.
Keywords: electromagnetic flowmeters, Faraday’s Law, Electromagnetic Induction.
Introducción
A diario abrimos los grifos para obtener
agua,
o
compramos
productos
embotellados, por ejemplo, gaseosas,
jabones etcétera. Pero ¿cómo hace la
empresa que nos provee el agua, para
medir nuestro consumo?, e igualmente
¿como las empresas miden el contenido
que deben verter en una botella, de
forma rápida y con el menor error? La
respuesta es el caudalimetro, él cual se
define como: “Equipo mediante el cual
se realizan las mediciones para
determinar el caudal de un efluente y
seguir su evolución en el tiempo.”1 El
1
http://www.remosa.net/esp/glosario.html
caudalimetro
electromagnético
se
clasifica dentro de los medidores de
tecnología nueva, la cual empezó
después de 1950, y se diferencia de la
técnica tradicional que tenia varias
partes móviles y era esencialmente
mecánica. Estos medidores se diseñan
para manipular la mayoría de químicos
y
mezclas
basadas
en
agua,
equipándolos
con
recubrimientos
resistentes a la corrosión y la abrasión;
algunos diseños incorporan el método
CIP (clean-in-place) que permite su
limpieza
sin
necesidad
de
desensamblarlo.
Funcionamiento del Caudalimetro
electromagnético
El principio de funcionamiento del
caudalimetro es la Ley de Faraday,
enunciada en 1832 por Michael
Faraday. En ella se establece que la
tensión inducida a través de cualquier
conductor que se mueve en ángulo recto
a través de un campo magnético es
proporcional a la velocidad de ese
conductor. Es decir
que E es
proporcional a VxBxL,
el voltaje depende de la velocidad del
liquido promedio V, la intensidad del
campo magnético B, y la longitud del
conductor L, que en el caudalimetro es
la distancia entre los electrodos. Para
obtener la magnitud de la tensión E,
estos tres valores se multiplican junto
con una constante.
Para aplicar está ley a la medición de
caudal es fundamental cerciorarse de
que el fluido sea conductor de la
electricidad; se ubican las bobinas
paralelas al flujo del fluido a ángulos
rectos (como indica la ley) de un
conjunto de electrodos a los lados del
tubo, generando así un campo
magnético en toda la sección transversal
del tubo. El tubo y el revestimiento
deben estar hechos de plástico, caucho,
teflón u otro material no magnético,
para evitar alteraciones del campo
magnético generado.
Cuando el fluido (libre de vacíos) pasa a
través de las bobinas, se induce un
pequeño voltaje en los electrodos que es
proporcional al cambio del campo
magnético, el caudalimetro usa este
valor para calcular el caudal del líquido.
Diagrama de funcionamiento.2
Los
caudalímetros
magnéticos
modernos poseen un sistema de
apagado del campo magnético midiendo
el voltaje que continua induciéndose en
los electrodos, luego encienden de
nuevo el campo, miden el voltaje y lo
restan del voltaje medido cuando estaba
apagado. Haciendo esto varias veces por
segundo, se reduce el ruido de
interferencia
electromagnética
a
prácticamente cero.
Estos medidores magnéticos de flujo
son usados en muchas industrias: la de
alcantarillado o aguas residuales,
minería, alimenticia, farmacéutica y
principalmente del agua. Pero no se usa
en otros sectores, que trabajan con gas,
hidrocarburos
o
materiales
no
conductores, ya que el flujo cambia de
una manera desordenada en el caso del
gas, y la Ley de Faraday no se cumple
con materiales no conductores, cabe
señalar que tampoco funcionan con
agua destilada . En estos casos se
recurre a los caudalimetros basados en
otros principios como los de
desplazamiento positivo, diferencial de
presión o mecánicos.
Sin
embargo
los
medidores
electromagnéticos, son unos de los más
2
http://www.omega.com/prodinfo/Magmeter_Gr
aphic1.html
usados desde que la compañía
Tobinmeter los introdujo para uso
comercial en Holanda en 1952, [1] y se
estima que cerca del 40% de la
producción actual de estos medidores
está dirigida a la industria del agua e
industria químicas. [2] Además
presentan la ventaja de no requerir
mayor mantenimiento, debido a no tener
partes móviles, lo que también les
brinda una larga duración en
comparación con otros medidores.
Conclusiones
 Los caudalimetros magnéticos
tienen el más amplio rango de
tamaño de todas las tecnologías,
ya que pueden escalarse casi
infinitamente, debido a su
principio operativo.
 El voltaje inducido en los
electrodos
es
directamente
proporcional a la velocidad

promedio del fluido dentro del
tubo, esto implica una gran
precisión comparada con la de
otras tecnologías.
Los caudalimetros magnéticos
son los medidores de más
amplia aplicación que tienen
mayor precisión.
Referencias
[1] KATAYAMA MICHIYUKI. The
history of flowmeter's development.,
Nitto Tech Rep. VOL.; NO.66;
page.6-11(2006)
[2]The World Market for Magnetic
Flowmeters, 4th Edition, Overview
http://www.omega.com/prodinfo/magm
eter.html