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Es un tipo de boquilla especial, seguido de un cono que se ensancha gradualmente, accesorio que evita en gran parte la pérdida de energía cinética debido al rozamiento. Es por principio un medidor de área constante y de caída de presión variable. En la figura se representa esquemáticamente un medidor tipo Venturí.

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El medidor de Orificio es un elemento más simple, consiste en un agujero cortado en el centro de una placa intercalada en la tubería. El paso del fluido a través del orificio, cuya área es constante y menor que la sección transversal del conducto cerrado, se realiza con un aumento apreciable de la velocidad (energía cinética) a expensa de una disminución de la presión estática (caída de presión). Por esta razón se le clasifica como un medidor de área constante y caída de presión variable.

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Es uno de los medidores más exactos para medir la velocidad de un fluido dentro de una tubería. El equipo consta de un tubo cuya abertura está dirigida agua arriba , de modo que el fluido penetre dentro de ésta y suba hasta que la presión aumente lo suficiente dentro del mismo y equilibre el impacto producido por la velocidad. El Tubo de Pitot mide las presiones dinámicas y con ésta se puede encontrar la velocidad del fluido, hay que anotar que con este equipo se puede verificar la variación de la velocidad del fluido con respecto al radio de la tubería (perfil de velocidad del fluido dentro de la tubería).

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Es un medidor de caudal en tuberías de área variable, de caída de presión constante. El Rotámetro consiste de un flotador (indicador) que se mueve libremente dentro de un tubo vertical ligeramente cónico, con el extremo angosto hacia abajo. El fluido entra por la parte inferior del tubo y hace que el flotador suba hasta que el área anular entre él y la pared del tubo sea tal, que la caída de presión de este estrechamiento sea lo suficientemente para equilibrar el peso del flotador. El tubo es de vidrio y lleva grabado una escala lineal, sobre la cual la posición del flotador indica el gasto o caudal.

Los rotametros, flowmeters, del tipo area variable, son instrumentos diseñados para la medición y control de caudales, gases y líquidos. Fabricamos caudalímetros desde 1 ml/h hasta 1000000 lts/min. La unidad de lectura vendrá especificada en la unidad de preferencia del usuario (lts/h, g/min, mtr^3/h, scfh, lbm/min, scfm, etc, etc), es decir, lectura directa de caudal.
Rangos operacionales diponibles: desde 0,5 ltrs/h de agua (0,01 mtr^3/h de aire), para tuberías de diametro 1/4" NPT, hasta 100000 ltrs/h de agua (3000 mtrs^3/h de aire) para tuberías de diametro 4". Para diametros de tubería mayores de 3", caudales hasta 10000000 ltrs/min, se usará el medidor de flujo de tipo area variable modelo "push botton".

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Son el fundamento o la base de muchos elementos de control. El medidor de desplazamiento positivo es un instrumento sensible al flujo. Este responde a variaciones en el valor del flujo y responde a señales mecánicas correspondiente a la rotación del eje. Se aplican en las siguientes circunstancias: donde se encuentre un flujo grande, donde se requiere una respuesta directa al valor de la variación del flujo y donde la acción mecánica es necesaria.

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Para la medición volumétrica de un líquido o un gas, para medir su caudal lineal, no lineal o su masa, se emplean flujómetros, instrumentos diseñados especialmente para comprender el comportamiento de los fluidos. Las opciones de flujómetros, medidores de caudal, o medidores de flujo, como también se les conoce, son muy abundantes y se diferencian entre sí por su funcionalidad, el nivel de precisión en las mediciones que ofrecen y por supuesto, en el precio.

Para la elección del que resulte más adecuado, es necesario evaluar los requisitos de la aplicación en particular que se les vaya a dar, la naturaleza del fluido a medir y las características de la instalación a la que se implementará el flujómetro.

1. Flujómetros Coriolis.

Los medidores de caudal de este tipo se fabrican con dos diseños, de manguera sencilla y de un par de mangueras paralelas. El modo en que estos medidores obtienen los valores del flujo de masa de líquidos o gases es mediante una oscilación que se introduce a la o las mangueras, según el diseño, a una frecuencia de referencia que varía según los cambios que se presenten en el caudal de la masa.

El funcionamiento de los flujómetros Coriolis se basa en la segunda ley de movimiento de Newton y es uno de los instrumentos más precisos para medir la masa de los fluidos tanto en estado líquido como gaseoso ya que ofrecen datos con diferentes parámetros de masa, densidad y temperatura. El uso de dispositivos de este tipo se encuentra principalmente en instalaciones de tratamiento de agua, en farmacéutica, en instalaciones nucleares, en medición de transferencia de custodia y de gas natural.

2. Flujómetros de presión diferencial.

Esta clase de medidores de caudal basan su funcionamiento en la medición de la presión para determinar la velocidad del caudal. Su diseño consiste en un orificio que restringe el paso al caudal o de un elemento de flujo aerodinámico, que evalúan la caída de presión entre los puntos anteriores y posteriores al caudal. Debido a su modo de funcionamiento, los flujómetros de presión diferencial son adecuados para emplearse en aplicaciones en las que es necesario tener un tiempo de respuesta veloz y donde no se desea tener partes móviles.

Al igual que los anteriores, los de presión de diferencial son de gran exactitud, además admiten configuraciones de calibración de salida y tamaño múltiple y pueden utilizarse tanto para medir agua como gases, sin embargo, no son útiles para hacer la medición de otras partículas. Por sus características, los medidores de caudal de presión diferencial se utilizan principalmente en aplicaciones industriales, para realizar mediciones y pruebas simples de agua, en granjas acuícolas y en la manufactura de especialidades químicas, así como en laboratorios donde se desarrollan actividades que incluyen la mezcla o separación de gases mediante cromatografía.

3. Flujómetros de engranajes.

Los medidores de engranajes se caracterizan por ofrecer una alta precisión. Funcionan mediante rotores ovalados encajados para girar con el paso del líquido y gracias a los materiales utilizados para su fabricación son altamente resistentes soportando incluso ser instalados en ambientes muy agresivos. Una ventaja de los flujómetros de engranajes es que su medición es independiente a la viscosidad de los fluidos a medir, por lo que se puede trabajar con fluidos de gran viscosidad, sin embargo, al medir el caudal de fluidos de baja viscosidad su nivel de precisión puede verse ligeramente disminuido. Los flujómetros de engranajes son adecuados para utilizarse en aplicaciones hidráulicas, en la industria de la pulpa y el papel y en la manufactura de combustible y aceite, así como en cualquier aplicación que utilice petróleos ligeros o pesados.

4. Flujómetros electromagnéticos.

Los magnéticos son flujómetros que cuentan con bobinas que generan un campo magnético que, al paso del fluido, producen un voltaje que es medido por un catéter de inserción que tienen integrado. El valor del voltaje producido es proporcional al caudal, pero por su modo de funcionamiento es indispensable que el fluido a medir sea conductor y que el flujómetro se encuentre bien aterrizado, de lo contrario la medición no es posible ni precisa.

Las ventajas de utilizar este tipo de flujómetros es que no cuentan con partes móviles, no generan obstrucciones en la trayectoria del flujo ni variaciones en la presión del mismo, además se pueden utilizar para medir lodos pesados. Entre los usos de los flujómetros magnéticos se encuentra la manufactura química, la industria petroquímica, la purificación de agua, la industria de alimentos y bebidas, la minería y la manufactura de pulpa y papel.

5. Flujómetros turbina tangencial

Funcionan a través del movimiento de hélices, ruedas giratorias y discos oscilatorios para generar un pulso a su paso por un sensor de tipo magnético u óptico. El valor de la frecuencia de pulso que registran es proporcional a la velocidad del fluido en un punto exacto, tienen un tiempo de respuesta rápido y requieren bajo mantenimiento, además de ser más baratos que los anteriores, por lo que su uso es bastante común. Sin embargo, es necesario considerar que su instalación requiere de un tubo completo y que cuenta con partes móviles, lo que puede hacer algo complejas sus tareas de colocación. Los flujómetros de rueda de paletas se utilizan para medir el agua, en plantas de tratamiento de aguas y en granjas acuícolas, de gas y en empresas de servicios públicos.

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La válvula  de control es un elemento conocido por los especialistas como el regulador y el
controlador, siendo entonces el “órgano” de control final en los diversos procesos industriales. En este sentido es donde podemos destacar la importancia que tiene, y por ello es que la elección de éstas no se debe tomar a la ligera.

Lo cierto  es que dentro de este sector existe un sinfín de modelos y diseños de válvulas,  cada una con funciones específicas que permiten ofrecer las condiciones adecuadas para realizar cualquier tipo de control en cualquier tipo de proceso
en líneas de agua (o líquidos homogéneos), sin necesidad de una fuente de energía adicional más que la del propio fluido en uso.

Tipos de válvula de control

El mercado encargado de la producción de esta tecnología de control de flujos ha comprendido muy bien las necesidades de los diferentes sectores industriales,
situación que les ha permitido desarrollar un gran número de válvulas, cada una de ellas ideal para satisfacer las necesidades de los sectores encargados de la
producción de los consumibles que llegan a manos de la población.

Las  válvulas de Clase 300, por ejemplo, son las indicadas y las ideales para  establecer capacidades de intercambio de flujos. Esto significa que siempre que  se pretenda automatizar y controlar un flujo, será necesario implementar este  tipo de válvula. Sin embargo, si ninguno de los sistemas excede las  clasificaciones de las válvulas Clase 150, esto no es necesario. Las válvulas
llamadas comúnmente de globo se utilizan normalmente para el control, y sus  extremos suelen estar bridados para facilitar el mantenimiento en la mayoría de
los casos.

Dependiendo del tipo de suministro que tengan en su industria, será necesario establecer el tipo de válvulas de control que tienen que utilizar para lograr que el funcionamiento de los sistemas hidráulicos o de flujos sea el más adecuado. Estos sistemas deben funcionar de tal manera que el disco es movido por un actuador hidráulico, neumático, eléctrico o mecánico. El funcionamiento de la válvula modula el flujo a través del movimiento de un tapón de la válvula en relación con el puerto ubicado dentro del cuerpo de la válvula. Este tapón se encuentra unido a un vástago de la válvula, que a su vez está conectado al actuador.

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Los sistemas de monitoreo
se han convertido en un elemento muy importante para las industrias modernas, donde se suelen implementar con el objetivo de optimizar al máximo los recursos
disponibles para fabricar un producto. Uno de los recursos más importantes en los diferentes procesos de producción industrial que requiere de control y
monitoreo constante es el agua, la cual es utilizada en los sistemas
hidráulicos de abastecimiento, centros de consumo y centros de descargas,  sitios en los cuales es importante medir y conservar constantes algunas magnitudes como la presión de las líneas de abastecimiento, los niveles de agua
de la cisterna, el volumen del agua y el gasto instantáneo.

Generalmente,  los operadores encargados del control de flujos llevan a cabo controles
manuales de las variables, ello a través de instrumentos especializados como
manómetros, válvulas manuales y muchos otros que tienen funciones específicas.
Estos controles eran muy eficientes a finales del siglo XX; sin embargo, el  siglo XXI trajo consigo problemas importantes relacionados con la escasez de
agua, lo cual obligó a la industria a realizar modificaciones basadas en los  sistemas de automatización y control. En este sentido, fue necesario dejar de lado la intervención humana (sujeta al error) en el monitoreo para evitar el desperdicio y la sobreexplotación del vital líquido. El monitoreo generalmente significa ser consciente del estado de un
sistema, para observar una situación de cambios que se pueda producir con el tiempo.

Lo anterior  significa que los procesos están completamente automatizados y la intervención
humana no es necesaria en la mayoría de los casos. La intervención manual sólo
se halla en la visualización de los cambios de la instrumentación según las  condiciones del sistema. Este monitoreo puede realizarse con el personal y sus
herramientas en mano, o bien con la intervención automática de los equipos de  instrumentación integrados con dispositivos de transmisión a través de redes
locales o remotas. Lo cierto es que también existen sistemas de monitoreo y  control mucho más especializados, como es el caso del SCADA (Control Supervisorio
y adquisición de datos), el cual es un complejo y moderno sistema de monitoreo,  que tiene como objetivo central el supervisar y controlar a distancia una
instalación de cualquier tipo.

Este  mecanismo puede establecer un intercambio de datos entre diferentes componentes
que lo integran para llevar a cabo la automatización del monitoreo y
supervisión de procesos, permiten entre otras funciones el monitoreo de datos  en tiempo real, la supervisión y gestión de alarmas, la conversión de unidades,
el almacenamiento histórico, el control de procesos, la generación de reportes  y la administración del uso del sistema.

Gracias a  todas las funciones que este sistema ofrece, hoy en día es cada vez más común  encontrar un sistema SCADA realizando labores de control automático en cualquiera de sus niveles. La ventaja de este mecanismo es que los  destinatarios reciben la información oportuna, independientemente de si se
encuentran o no dentro de las instalaciones donde se halla el proceso.

Normalmente,  en las estaciones de bombeo públicas o de las industrias utilizadas en el  abastecimiento y distribución del agua deben contar con instrumentos que midan
e indiquen las mediciones locales, y que además las transmitan a la central de  monitoreo.

Este tipo  de sistemas de monitoreo tienen la capacidad de medir diferentes elementos que son indispensables para la correcta distribución y  optimización del agua. Entre los más comunes encontramos: nivel del agua,
consumo medio, flujo instantáneo, presión estática de la línea principal,  potencial de hidrógeno del agua almacenada en celdas o cisternas, factor de  potencia, kilowatt para monitorear la demanda de electricidad, kilowatt por  hora, corriente eléctrica de consumo en la estación de bombeo y frecuencia de  corriente del voltaje de salida.

La medición  de todas estas variables por parte del sistema de monitoreo permite a las  industrias brindar la información que necesitan para el análisis profundo de  consumo de los recursos disponibles. Este tipo de datos permiten generar datos  para así tener reportes e informes puntuales, que posteriormente permiten tener  una planeación de los recursos mucho más eficiente. La entrega de reportes está
determinada por la periodicidad con que los usuarios necesitan la información.

Existen usuarios que necesitan del medidor de agua para obtener datos diarios del análisis de contenidos y otros que requieren información mensual para tener
una visión más global de cómo su sistema van mejorando con sus planes de acción.

Como pueden  ver, se trata de sistemas altamente complejos, que sólo pueden ser distribuidos
por empresas especializadas en el sector, por ello es muy importante que antes  de comprar este tipo de tecnologías se realice una investigación profunda que  les permita conocer cuáles son las mejores marcas y las mejores empresas que  distribuyen estos avances tecnológicos.

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Los viscosímetros son instrumentos diseñados y especializados para realizar la medición del nivel de viscosidad de fluidos. También permiten medir otros parámetros de flujo de los fluidos.

Por lo general, los viscosímetros tienen la apariencia de tubos capilares calibrados.

Funcionamiento de los viscosímetros

Su forma general de funcionamiento es hacer que un fluido pase a través de los tubos manteniendo una temperatura controlada, durante un tiempo específico. Lo que resulta de este procedimiento es la medición de la cantidad de fluido que recorre una distancia determinada en un tiempo determinado. Esto permite establecer el nivel de viscosidad de un fluido.

Los diferentes tipos de viscosímetros

Se pueden identificar tres tipos principales de viscosímetros, estos son los viscosímetros de cilindros coaxiales, los viscosímetros análogos y los viscosímetros rotacionales digitales.

Viscosímetros de cilindros coaxiales

Este tipo de viscosímetros consta de dos cilindros, uno interno y otro externo. Lo que permiten los viscosímetros de cilindros coaxiales es realizar la medida de la viscosidad absoluta de un fluido.

Por lo regular se utiliza en aplicaciones donde se tiene que medir el nivel de viscosidad de productos como pinturas, productos alimenticios, suspensiones, entre otros.

Viscosímetros análogos

Los viscosímetros análogos se forman con un disco o un cilindro que se encuentra suspendido y gira por la acción de un motor sincrónico. La lectura de la medida del nivel de viscosidad se expresa por una serie de medidas grabadas en el disco o en el cilindro que se utilice.

Este tipo de viscosímetros suele ser utilizado en la industria alimenticia, farmacéutica y en la medición de viscosidad de pinturas y grasas.

Viscosímetros rotacionales digitales

Para asegurar una medición exacta del nivel de viscosidad de fluidos, los viscosímetros rotacionales digitales son la elección adecuada. Estos son controlados a través de un microprocesador, esto elimina por completo los errores humanos al momento de interpretar las medidas de viscosidad.

Su nivel de exactitud y precisión en las medidas es alto, por lo regular cuentan con dispositivos de medición y control de temperatura del fluido analizado para garantizar un ambiente constante de medición. Esto representa una ventaja respecto de los otros dos tipos de viscosímetros, ya que es importante conocer la temperatura a la que se somete un fluido puesto que ésta influencia directamente al nivel de viscosidad.

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Es un aparato que se usa para medir la presión atmosférica. Consiste de un tubo de vidrio cerrado en un extremo y lleno de mercurio, cuya longitud es superior a 762 mm y el cual tiene una escala reglada en mm para poder medir en ella la altura alcanzada por el mercurio dentro del tubo. El tubo se coloca verticalmente con el extremo abierto sumergido en una cubeta llena de mercurio, la cual está abierta y en contacto con la atmósfera. En el espacio libre dentro del tubo y por encima del mercurio hay vapor de mercurio a una presión correspondiente a la presion de vapor del mercurio.

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Cuando es necesario medir presiones dentro de otros fluidos en tanques, contenedores o en el mar, el barómetro no se puede usar debido a que la cubeta no es un recipiente cerrado y hermético. Para ello se utilizan otro tipo de dispositivos que también emplean columnas de fluidos, que se denominan “piezómetros”.

Un piezómetro es un dispositivo que consta de una columna de vidrio y un bulbo, los cuales contienen un fluido. El bulbo está construido con un material elástico que responde a los cambios de presión externa transmitiendo ésta al fluido interior. Éste puede subir o bajar dentro del tubo de vidrio hasta alcanzar el equilibrio, dando así la medida de la presión.
El piezómetro no puede proporcionar presiones negativas, pues debería entrar fluido externo en el interior del tubo, ni presiones muy elevadas, pues se necesitaría un tubo muy largo para poder medirlas.

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Un piezómetro es un manómetro muy simple y limitado, pues no puede medir presiones negativas ni presiones muy elevadas. Para superar dichas limitaciones, se usan los manómetros. Son dispositivos más complicados que consisten en tubos largos y doblados que contienen uno o varios líquidos no mmiscibles. El diseño de cada manómetro dependerá del rango de presiones que se quiera medir.

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La temperatura se puede medir mediante un conjunto diverso de sensores. Todos ellos infieren la temperatura al detectar algún cambio en una característica física. Hay seis tipos con los cuales es probable que el ingeniero se encuentre: termopares, dispositivos de temperatura resistivos (RTD y termistores), radiadores infrarrojos, dispositivos bimetálicos, dispositivos de dilatación de líquido, y dispositivos de cambio de estado.

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Los termopares consisten esencialmente en dos tiras o alambres hechos de metales diferentes y unidos en un extremo. Los cambios en la temperatura en esa junta inducen un cambio en la fuerza electromotriz (FEM) entre los otros extremos. A medida que la temperatura sube, esta FEM de salida del termopar aumenta, aunque no necesariamente en forma lineal.

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Los dispositivos de dilatación de fluido, cuyo ejemplo típico es el termómetro doméstico, en general vienen en dos clasificaciones principales: el tipo de mercurio y el tipo de líquido orgánico. También hay disponibles versiones que usan gas en lugar de líquido. El mercurio se considera un riesgo ambiental, así que hay regulaciones que rigen el embarque de dispositivos que lo contienen. Los sensores de dilatación de fluido no requieren energía eléctrica, no plantean riesgos de explosión y son estables incluso después de ciclos repetidos. Por otra parte, no generan datos que se registren o transmitan fácilmente, y no pueden hacer mediciones puntuales.