MECANICA DE FLUIDOS Universidad nacional de trujillo VÁLVULAS Y SENSORES INTEGRANTES Aguilar Corcuera, Geancarlo Oswaldo Guarniz Tufinio, Victor Paolo Leonardo Cuñe, Jasmine Rouse Martos Cabanillas, Juan Martin Rojas Ravello, Isabel Karime INTRODUCCIÓN A LAS VÁLVULAS EN SISTEMAS DE CONTROL En las plantas de procesamiento modernas, se utilizan bucles de control para mantener variables de proceso (VP) como presión, flujo, nivel y temperatura dentro de los rangos operativos necesarios para asegurar la calidad del producto final, enfrentando perturbaciones internas y externas. Para mitigar estos efectos los sensores y transmirsores recogen datos de la variable de proceso (VP) y los controladores ajustan la VP para mantenerla en el punto de ajuste, generalmente mediante válvulas de control. Las válvulas de control, esenciales en los bucles de control, pueden ser de vástago deslizante o rotativas, manipulando fluidos como gas, vapor, agua o productos químicos para mantener la VP lo más cercana posible al punto de ajuste deseado. Figura 1. Bucle de control de realimentación PRINCIPALES PARTES Y ELEMENTOS DE UNA VÁLVULA DE CONTROL Figura 2. Principales partes de una válvula de control Figura 3. Principales elementos de una válvula de control TIPOS DE VÁLVULAS PARA SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO VÁLVULAS DE COMPUERTA Las válvulas de compuerta están diseñadas para operar completamente abiertas o cerradas, no para regular el flujo debido a la vibración y desgaste que causan cuando están parcialmente cerradas. Existen varios tipos, como las de cuña sólida, cuña flexible, cuña dividida y discos dobles. Las válvulas de cuña sólida son comunes en servicios de aire, gas, petróleo, vapor y agua, mientras que las de cuña flexible se usan en condiciones con grandes Figura 4. Cierre a presión oscilaciones térmicas. de válvula de compuerta Figura 5. Bonete empernado de válvula de compuerta ESTILOS DE VÁLVULAS DE COMPUERTA Figura 7. Válvula de compuerta de cuña sólida Figura 6. Disco con cuña flexible Figura 8. Válvula de compuerta de cuña dividida Figura 9. Válvula de compuerta de disco doble APLICACIONES INDUSTRIALES DE LAS VÁLVULAS DE COMPUERTA Industria del petróleo y el gas: Las válvulas de compuerta se utilizan comúnmente en el sector del petróleo y el gas, particularmente para el aislamiento de tuberías y para controlar el flujo de petróleo crudo, gas natural y otros hidrocarburos. Tratamiento de agua: Las válvulas de compuerta son esenciales en las plantas de tratamiento de agua para controlar el flujo de agua y varios productos químicos utilizados en el proceso de tratamiento. Procesamiento químico: Estas válvulas se utilizan en instalaciones de fabricación de productos químicos para manejar el flujo de productos químicos agresivos y corrosivos. Generación de energía: Las válvulas de compuerta juegan un papel en las plantas de energía, donde ayudan a controlar el flujo de vapor y otros fluidos en la generación de electricidad. Industria marina: Las válvulas de compuerta se utilizan en barcos e instalaciones en alta mar para diversas aplicaciones, incluidos sistemas de lastre, protección contra incendios y toma de agua de mar. VÁLVULAS DE GLOBO Válvulas con elemento de cierre de movimiento lineal, una o más lumbreras y un cuerpo que se distingue por una cavidad de forma globular alrededor de la zona de la lumbrera. Las válvulas de globo se pueden clasificar además como: de una sola lumbrera bidireccional (Figura 10); de doble lumbrera bidireccional; de estilo angular o de tres vías (Figura 11). Figura 10. Válvula de control de vástago deslizante Figura 11. Válvula de globo de tres vías VÁLVULA DE GLOBO: APLICACIÓN INDUSTRIAL Manejo de Agua en Plantas de Energía En las plantas de energía, las válvulas de globo son cruciales para el control de flujo en los sistemas de enfriamiento. Estas válvulas permiten ajustar el caudal del agua que circula a través de intercambiadores de calor, asegurando una transferencia de calor eficiente y evitando el sobrecalentamiento del sistema. Además, ayudan a mantener la presión en el sistema y a manejar los flujos de agua en diferentes secciones de la planta. Figura 12. Válvula de globo manual en una planta de energía. Obtenido de https://tameson.es/pages/aplicaciones-devalvulas-de-globo VÁLVULAS DE BOLA La válvula de bola, como indica su nombre, contiene un obturador con forma de bola dentro del cuerpo de la válvula que regula el flujo. La bola presenta un orificio circular o paso de flujo por su centro, y cuando gira un cuarto de vuelta, el flujo se detiene. Las válvulas de bola responden a tres patrones generales: Paso Venturi Paso total Paso reducido (a veces denominado paso normal) Las patrones de paso indican el diámetro interno del paso de flujo de la bola. Las válvulas de bola también se pueden clasificar por su estilo de cuerpo. Los estilos de cuerpo son de una pieza o de varias piezas. Figura 13. Válvula de bola de paso reducido VÁLVULA DE BOLA: APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO Y GAS En la industria del petróleo y gas, las válvulas de bola se emplean para el control y aislamiento de fluidos en tuberías que transportan petróleo, gas natural y otros productos. Estas válvulas son especialmente valoradas por su capacidad para proporcionar una estanqueidad fiable y su operación rápida y sencilla, lo cual es crucial en entornos donde la seguridad y la eficiencia son primordiales. Ventajas: Rápida operación: Permiten un cierre y apertura casi instantáneo, lo que es esencial en aplicaciones donde el control rápido del flujo es necesario. Estanqueidad: Ofrecen un sello hermético, lo que minimiza las fugas y evita la contaminación del medio ambiente. Durabilidad: Su diseño robusto permite una larga vida útil y un mantenimiento mínimo, incluso en condiciones extremas. Figura 13. Válvula de bola para la industria del petróleo y el gas. Obtenido de https://es.cncontrolvalve.com/ball-valve-inoil-and-gas-industry-guide-and-tips/ VÁLVULAS DE MARIPOSA Las válvulas de mariposa son dispositivos sencillos, ligeros y económicos, especialmente en tamaños grandes. Constan de un disco circular que gira un cuarto de vuelta para abrir o cerrar el flujo. Su asiento puede ser metálico o hecho de materiales resilientes como elastómeros o plásticos, lo que las hace populares en industrias como petróleo, gas y química. Existen dos tipos principales de cuerpos de Figura 14. Válvula de mariposa de brida válvula: el tipo oblea y el tipo doble brida, este doble último se monta con bridas y juntas para su conexión. VÁLVULAS DE CONTROL (REGULADORA ) Presenta una restricción ajustable que mantiene brevemente la ganancia del controlador para acelerar la acción correctora en sistemas lentos (Figura 4.12). La acción reguladora retrasa la reducción de ganancia solo lo suficiente para que el sistema pueda responder al cambio, pero no tanto como para que se desestabilice el sistema.Una vez realizado la acción de reinicio incrementa lentamente la ganancia y devuelve el proceso hacia el punto de ajuste. Figura 15. Esquema del controlador VÁLVULAS SOLENOIDES Es una válvula electromagnética controlada por una señal eléctrica discreta emitida por un sistema de control. En aplicaciones de control de procesos, las SOV se utilizan habitualmente para presurizar o despresurizar actuadores de apertura/cierre Una SOV de 3 vías se utiliza para aplicaciones con actuador de retorno de resorte, y una SOV de 4 vías se utiliza para aplicaciones de actuador de acción doble (consulte las Figuras 16.1 y 16.12). Figura 16.1. Válvula solenoide de 3 vías Figura 16.2. Válvula solenoide de 4 vías VÁLVULAS DE TRES VÍAS Con tres conexiones de tubería se obtiene un servicio general convergente (combinación de flujos) o divergente (separación de flujos) (En la Figura 17) se ilustra un cuerpo de válvula de tres vías con obturador de válvula estable junto con el obturador de válvula cilíndrico en posición de mitad de carrera. Dicha posición abre el puerto común inferior a las tomas derecha e izquierda. La estructura se puede utilizar para regular el control de posición de mitad de carrera de fluidos convergentes o divergentes. Figura 17. Válvula de tres vías VÁLVULAS DE CUATRO VÍAS La válvula de cuatro vías juega un papel crucial al cambiar el sentido del flujo del refrigerante, permitiendo que el circuito sea reversible. Mediante un mecanismo interno deslizante, esta válvula redirige el flujo del refrigerante según las necesidades del modo de operación. El refrigerante fluye a través de la válvula de expansión activa y luego hacia la unidad exterior, que ahora funciona como evaporadora. A continuación, los gases que salen de la evaporadora se dirigen hacia la aspiración del compresor, mientras que los gases comprimidos del compresor se dirigen hacia la unidad interior, que ahora funciona como condensadora. Figura 18. Válvula de cuatro vías Figura 18. Válvula de cuatro vías VÁLVULAS DE ALIVIO DE PRESIÓN Dispositivo empleado para evacuar el caudal de fluido necesario de tal forma que no se sobrepase la presión de timbre del elemento protegido. Son actuadas por la energía de la presión estática cuando se supera la presión de tarado, la válvula abre proporcionalmente al aumento de presión. Diseñados para aplicaciones tanto de gas como vapor, líquido y fases mixtas, además de temperaturas criogénicas y calderas súper críticas. Figura 19. Válvula de alivio de presión INTRODUCCIÓN A LOS SENSORES EN SISTEMAS DE CONTROL TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidores de Flujo Electromagnético Estos medidores funcionan bajo la Ley de Faraday. Los medidores de flujo electromagnéticos gestionan aplicaciones de flujo críticas con el fin de optimizar la precisión, disminuir el mantenimiento del sistema y satisfacer las demandas de las condiciones de líquidos difíciles VENTAJAS Al no contar con partes móviles ni obstrucciones de flujo, elimina la necesidad de mantenimiento y las caídas de presión Proporciona lecturas con una precisión de hasta + 0.20 % del valor medido APLICACIONES Excelente para usos de aguas residuales o cualquier líquido que sea conductivo o a base de agua Figura 20. Medidor de flujo electromagnético M3000 TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidores de Flujo Ultrasónicos Son medidores diferenciales que utilizan la tecnología ultrasónica para medir la velocidad de un líquido conductor acústico que se desplaza a través del medidor.Los medidores de pinza ultrasónicos miden la velocidad del fluido de dos formas: Tiempo de tránsito: Mide el diferencial de tiempo entre las señales que se envían aguas arriba y aguas abajo. El diferencial es directamente proporcional a la velocidad del agua Tecnología Doppler: Mide la diferencia de frecuencia de las ondas sonoras reflejadas por las burbujas de gas o las partículas en la corriente de flujo Figura 21. Medidor de Flujo Ultrasónico de PInza VENTAJAS: El medidor nunca entra en contacto con el líquido interno por lo que mantiene la precisión APLICACIONES En procesos de refinación ya que es preferible no hacer contacto con el fluido TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidores de Flujo de Coriolis Los caudalímetros Coriolis desvian el flujo de fluido a través de un par de tubos en U paralelos sometidos a vibración perpendicular al flujo. Esta vibración simula una rotación de la tubería, y la “deriva” de Coriolis resultante en el fluido hará que los tubos en U se tuerzan y se desvíen de su alineación paralela. Esta fuerza de Coriolis que produce esta desviación es en última instancia proporcional al caudal másico a través de los tubos en U. APLICACIONES La ausencia de obstrucciones directas al flujo, la hace un aopción adecuada para medir flujos de fluidos corrosivos Figura 22. (izquierda) El patrón de vibración durante la ausencia de flujo y (derecha) El patrón de vibración con flujo másico. TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidores de flujo de Vórtice El caudalímetro Vortex es el único tipo de caudalímetro que puede medir las tres fases del fluido: líquido, gas y vapor. Los caudalímetros Vortex utilizan la única tecnología de medición de caudal capaz de medir el caudal de vapor en un paquete integrado; esta capacidad lo convierte en la mejor y más económica solución para la medición del flujo de vapor. APLICACIONES Figura 23. Medidor de flujo de vórtice estandar (ALVT) Su aplicaión principal es para medir vapor ya que ningun otro medidor puede medir vapor con un solo sensor. Se puede instalar en: Plantas de energía Salas de calderas Plantas químicas Sistema de calefacción y ventilación Para medir el flujo másico de gas Medios sucios y contaminados TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidores de flujo Másico Térmico El medidor de flujo está compuesto por dos sensores de temperatura que se introducen en el flujo de fluido hasta una profundidad especificada. Se suministra un flujo constante de calor al fluido a través del sensor de velocidad mientras que el otro sensor mide la temperatura del fluido. La cantidad de calor disipado determina la tasa de flujo de masa del fluido. APLICACIONES Donde se miden flujos de gases Detección de dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx) en emisiones de gases de efecto invernadero. Medición de la relación aire-combustible en calderas y generadores de vapor. Monitoreo de quemadores de gas en plantas de gas natural y biogás. Prueba de válvulas de gas y reguladores de presión en busca de fugas. Medición del flujo de aire comprimido en aplicaciones industriales. Figura 24. Caudalímetro másico térmico (instalación linea seccionada) TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidores de flujo de Diferencia de Presión (Orificio, Venturi, y Tubo Pitot) Estos sensores funcionan de acuerdo con el principio de Bernoulli que establece que la caída de presión a través del medidor es proporcional al cuadrado del caudal como se puede observar en la siguiente imagen: Figura 25. Caída de presión proporcional al cuadrado del caudal TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidor de Orificio Para que se pueda instalar este medidor el diseño de tubería debe ser recto. Una placa de orificio se coloca en una tubería que contiene un flujo de fluido, que restringe el flujo suave del fluido dentro de la tubería. Al restringir el flujo, el medidor de orificios provoca una caída de presión a través de la placa. Al medir la diferencia entre las dos presiones a través de la placa, el medidor de orificios determina el caudal a través de la tubería. Figura 26. Placa de orificio Aplicaciones Medición del flujo de petróleo y gas en oleoductos y gasoductos. Medición del flujo en sistemas de refrigeración y calderas. Figura 27.¨Esquema de medidor de orificio TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidor de Venturi En el Tubo Venturi el caudal de fluido se mide reduciendo el área de flujo de sección transversal en la trayectoria de flujo, generando una diferencia de presión. Después del área constreñida, el fluido pasa a través de una sección de salida de recuperación de presión, donde se recupera hasta 80% de la presión diferencial generada en el área constreñida. Pueden pasar un 25-50 % más de flujo que un medidor de orificio. El diseño de la tubería no necesita ser recto como el medidor de orificio Aplicaciones Usado para medir caudales grandes Donde sea necesario caídas de presion más bajas. Figura 28. Esquema de un medidor de Venturi TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidor de Tubo Pitot Los tubos Pitot miden la velocidad local debido a la diferencia de presión entre los puntos 1 y 2 en el diagrama a continuación. VENTAJAS Medición precisa de la velocidad del aire en aeronaves. En sistemas de ventilación y aire acondicionado, se utiliza para medir la velocidad del aire en ductos y salidas de aire. (HVAC) TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidores de flujo de Engranajes Ovalados Este medidor usa un elemento de medición mecánico para dividir continuamente el fluido en una única porción de volumen conocido y mide el volumen total del caudal. El caudalímetro ovalado puede estar hecho de diferentes materiales (hierro fundido, acero fundido, acero inoxidable 304, acero inoxidable 316). Debe medir líquidos limpios es decir, sin sólidos ni gases APLICACIONES Ya que mientras mayor es la viscocidad del medio, menor serpa la cantidad de fugas del engranaje y espacio de medición por lo que especialemente se usa para fluidos de alta viscocidad como el petróleo pesado, gasolina, etc. Figura 29. Válvula de alivio de presión TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidores de flujo de Desplazamiento Positivo (PD) son la única tecnología de medición de flujo para medir directamente el volumen de fluido que pasa a través de un medidor de flujo. VENTAJAS Alto nivel de precisión (un 0,5% como estándar); mayor nivel de precisión disponible a pedido Aplicaciones Capacidad de procesar una gran variedad de viscosidades de fluido <1 cP – >500000 cP Bajo mantenimiento Altas capacidades de presión Disponibles versiones electrónica y mecánica Disponibilidad de piezas de reposición Aplicaciones Medición de flujos bajos, instantáneo y totalizado de fluidos con alta viscosidad de hasta 50000 cP. Integración de datos a un sistema SCADA. Figura 30. Medidor de Flujo de Desplazamiento Positivo para Líquidos Corrosivos TIPOS DE SENSORES DE FLUJO Medidores de flujo de Hilo Caliente Estos medidores de flujo funcionan basándose en el principio de que un hilo conductor, que suele estar calentado eléctricamente, pierde calor al estar expuesto al flujo del fluido que se mide. La cantidad de calor perdido se relaciona con la velocidad del flujo del fluido. VENTAJAS: Ahorro de espacio ya que cabe en la palma de la mano y se puede usar cuando se desee APLICACIONES En canales de ventilación para medir la velocidad de flujo, de temperatura y la humedad del aire en canales de ventilación. Figura 31. Sonda de hilo caliente (digital) SENSORES DE PRESIÓN Sensores de Presión de Diafragma El sensor de presión de diafragma es un dispositivo de medición que traduce la presión en una señal eléctrica. Se utiliza en diversas aplicaciones industriales y científicas para monitorear y controlar la presión en una variedad de entornos. Estos sensores se componen generalmente de un diafragma metálico o de polímero que se deforma bajo la influencia de la presión. Este cambio físico se convierte luego en una señal eléctrica que puede ser interpretada y procesada. Figura 32. Sensor de presión diafragma metálico Sensores de Presión Piezoeléctricos El funcionamiento de los sensores de presión piezoeléctricos se basa en la transformación de una presión mecánica en una señal eléctrica. Cuando se aplica una presión a un material piezoeléctrico, este experimenta una deformación que causa un cambio en la polaridad de las cargas eléctricas en su interior, generando una corriente eléctrica proporcional a la presión aplicada. Figura 33. Partes de un sensor piezoeléctrico Sensores de Presión Resistivos (Strain Gauge) Un medidor de tensión (también conocido como "strain gage") mide la tensión por medio de un cambio en la resistencia. En un medidor de tensión de sensor único, se monta un patrón de lámina metálica sobre un sustrato flexible, que también sirve para aislar el metal del objeto bajo prueba. Una corriente pasa a través del patrón de lámina. Cuando el objeto bajo prueba se somete a tensión (es decir, se dobla o retuerce) en el eje paralelo al patrón de la lámina, hay un cambio en la resistencia que es proporcional a la cantidad de deflexión. Figura 34. Partes de un medidor de tensión Sensores de Presión Capacitivos Un sensor capacitivo de presión funciona basándose en el principio de capacitancia, que es la capacidad de almacenar carga eléctrica entre dos conductores separados por un aislante. En términos sencillos, la capacidad del condensador cambia en respuesta a la presión aplicada. Elementos Principales: Consiste en dos placas metálicas y un diafragma que puede deformarse en respuesta a la presión. Respuesta a la Presión: Cuando se aplica presión, el diafragma se deforma y cambia la distancia entre las placas, alterando la capacitancia. Conversión de Señal: La variación en la capacitancia se convierte en una señal eléctrica que puede ser interpretada y medida. Figura 35. Sensor capacitivo y sus partes Sensores de Presión Absoluta Los sensores de presión absoluta miden la presión de proceso del aire atmosférico, otros gases, vapores y líquidos en relación con el punto de referencia del cero absoluto, es decir, un vacío perfecto. Todos los sensores de presión realizan mediciones relativas a una presión de referencia. Estos sensores de presión funcionan tomando como referencia la presión del vacío perfecto (cero absoluto). Figura 36. Sensor de presión absoluta (MAP) Sensores de Presión Relativa (Manométrica) Los sensores de presión relativa, también conocidos como manométricos, son dispositivos que miden la presión en relación con la presión atmosférica. Estos sensores son fundamentales en diversas aplicaciones industriales y de laboratorio, ya que permiten obtener mediciones precisas de la presión en sistemas abiertos o cerrados Principio de Funcionamiento Los sensores de presión relativa funcionan midiendo la presión en un lado de un diafragma, mientras que el otro lado está expuesto a la presión atmosférica. La deformación del diafragma, causada por la presión del medio, se traduce en una señal eléctrica que representa la diferencia entre la presión medida y la presión atmosférica. Esta característica permite que los sensores de presión relativa sean útiles para aplicaciones donde la presión de referencia es la atmósfera en el momento de la medición Figura Sensores de presión realtiva VENTAJAS Simplicidad: Su diseño es relativamente simple, lo que facilita su instalación y mantenimiento. Costo: Generalmente, los sensores de presión relativa son más económicos en comparación con los sensores de presión absoluta. Versatilidad: Pueden ser utilizados en diversas aplicaciones donde la presión atmosférica es un factor relevant Aplicaciones Monitoreo de presión en sistemas de fluidos: Para controlar la presión en tuberías, compresores y sistemas de refrigeración. Equipos médicos: En dispositivos que requieren mediciones precisas de presión, como respiradores y monitores de presión arterial. Industria automotriz: Para medir la presión en sistemas de combustible y frenos. Sensores de Presión Diferencial Los sensores de presión diferencial son dispositivos que miden la diferencia de presión entre dos puntos de un sistema. Estos sensores son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones, como la medición de nivel de líquidos, el control de flujo y la monitorización de filtros. Principio de Funcionamiento Los sensores de presión diferencial miden la diferencia de presión entre dos puntos aplicando la presión a ambos lados de un diafragma. Cuando se aplica una presión diferencial, el diafragma se deforma, lo que provoca un cambio en la resistencia eléctrica de un puente de Wheatstone. Este cambio se traduce en una señal eléctrica proporcional a la presión diferencial aplicada. Figura Sensores de presión diferencial VENTAJAS Sensores piezorresistivos: Utilizan un diafragma con resistencias piezorresistivas integradas que cambian su resistencia al deformarse bajo presión diferencial. Sensores de membrana metálica soldada: Emplean una membrana metálica soldada que separa el proceso del sensor, permitiendo medir presiones diferenciales en aplicaciones agresivas. Sistemas electrónicos de presión diferencial: Combinan dos módulos sensores y un transmisor para calcular la presión diferencial a partir de las mediciones de presión de cada sensor. Aplicaciones Medición de nivel de líquidos: Midiendo la presión diferencial entre la parte inferior y superior de un tanque, se puede calcular el nivel de líquido. Control de flujo: Utilizando elementos deprimógenos como placas de orificio, se puede medir el flujo volumétrico o másico a través de la presión diferencial. Monitorización de filtros: Midiendo la presión diferencial antes y después de un filtro, se puede detectar obstrucciones y planificar el mantenimiento. Sensores de Presión de Película Fina LLos sensores de presión de película fina son dispositivos que utilizan una película delgada de material sensible a la presión para medir fuerzas o presiones aplicadas. Estos sensores son conocidos por su diseño compacto y su capacidad para proporcionar mediciones precisas en diversas aplicaciones. Principio de Funcionamiento Los sensores de presión de película fina operan mediante la variación de resistencia eléctrica en respuesta a la presión aplicada. Cuando se ejerce presión sobre la película delgada, esta se deforma, lo que provoca un cambio en su resistencia. Este cambio se traduce en una señal eléctrica que puede ser calibrada para indicar la presión exacta. Figura Sensores de Presión de Película Fina VENTAJAS Alta Precisión: Son capaces de ofrecer mediciones precisas, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren un control riguroso de la presión. Aplicaciones Electrónica de Consumo: En dispositivos portátiles y sistemas de control táctil. Costo Efectivo: La tecnología de película fina permite la producción en masa, lo que puede reducir los costos en comparación con otros tipos de sensores Automatización Industrial: Para monitorear y controlar procesos en fábricas. Flexibilidad: Muchos de estos sensores son flexibles, lo que les permite adaptarse a diferentes formas y superficies. Dispositivos Médicos: En equipos que requieren medición de presión, como monitores de presión arterial. Sensores de Presión de Cuarzo Resonante (transductores de presión de hilo resonante) Los sensores de presión de cuarzo resonante son dispositivos que utilizan la tecnología de resonancia para medir la presión a través de cambios en la frecuencia de un cristal de cuarzo. Esta tecnología se caracteriza por su alta estabilidad y precisión, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren mediciones confiables a largo plazo. Principio de Funcionamiento El principio de operación de estos transductores se basa en la resonancia. Cuando se aplica presión al diafragma, la vibración del hilo cambia, lo que provoca una variación en la frecuencia de resonancia. Este cambio se traduce en una señal eléctrica que es proporcional a la presión ejercida. Este tipo de transductor es altamente sensible y ofrece una respuesta rápida a los cambios de presión. Figura transductor de presión de hilo resonante VENTAJAS Aplicaciones Estabilidad a Largo Plazo: La estabilidad de estos sensores permite intervalos más largos entre calibraciones, lo que reduce los costos operativos y el tiempo de inactividad Rango de Medición: Estos sensores pueden operar en un amplio rango de presiones, desde 1.2 bar hasta 100 bar (aproximadamente 17.5 psi a 1500 psi), lo que los hace versátiles para diversas aplicaciones Sistemas de Control: En maquinaria donde la presión debe ser monitoreada continuamente. Industria Petroquímica: Para medir la presión en procesos de producción. Sensores de Presión de Microelectrónica (MEMS) Los sensores de presión MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) son dispositivos que utilizan tecnología microelectromecánica para medir la presión de manera precisa y eficiente. Estos sensores integran componentes mecánicos y electrónicos en un solo chip, lo que les permite ser compactos y de bajo costo. Principio de Funcionamiento Los sensores de presión MEMS suelen utilizar el principio piezorresistivo. Este método implica un diafragma que se deforma al aplicarse presión, lo que provoca un cambio en la resistencia eléctrica de materiales piezorresistivos. Este cambio se traduce en una señal eléctrica que es proporcional a la presión aplicada, permitiendo así la medición precisa de la misma. Figura Sensores de Presión de Microelectrónica (MEMS) VENTAJAS Tamaño Compacto: Su diseño miniaturizado permite su uso en aplicaciones donde el espacio es limitado. Bajo Costo: La fabricación en masa de estos dispositivos reduce significativamente su costo en comparación con otras tecnologías. Bajo Consumo de Energía: Son eficientes energéticamente, lo que los hace ideales para dispositivos portátiles y aplicaciones de bajo consumo. Aplicaciones Dispositivos Médicos: En equipos de monitoreo de pacientes, respiradores y bombas de infusión. Electrónica de Consumo: En dispositivos portátiles y equipos de fitness. Automoción: Monitoreo de la presión de los neumáticos y sistemas de frenos. BIBLIOGRAFÍA GENERAL Coronel, R. (2023, April 18). ¿Qué son las Válvulas Control? Cematic; Cematic. https://cematic.com.mx/blogs/news/que-son-las-valvulascontrol#:~:text=Las%20v%C3%A1lvulas%20de%20control%20son,dentro%20de%20los%20l%C3%A Dmites%20deseados. Emerson. (2023). Guía de válvulas de control (Sexta edición). Fisher Controls International LLC. Electricity-Magnetism. (2023). 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