La medición de caudal consiste en la determinación del volumen de un fluido que circula por una conducción por unidad de tiempo.
Las aguas residuales son un subproducto crítico de las actividades residenciales e industriales, y medir su caudal con precisión es esencial para un tratamiento eficaz, el cumplimiento de la normativa medioambiental y la gestión de los recursos. Para garantizar el tratamiento y la eliminación adecuados de las aguas residuales, se utilizan caudalímetros especializados para controlar los caudales, lo que permite optimizar los procesos de tratamiento, elaborar informes normativos y gestionar los costes.
Qué son las aguas residuales
Por aguas residuales se entiende cualquier agua que haya sido afectada por el uso humano. Incluye el agua procedente de actividades residenciales, industriales, comerciales o agrícolas que transporta diversos contaminantes. Una vez utilizada, esta agua debe ser tratada antes de devolverla al medio ambiente para evitar daños a los ecosistemas y a la salud pública.
Aguas residuales, también llamadas aguas residuales, es el término que se utiliza para referirse al agua que ha sido utilizada en diversas actividades humanas y ya no es apta para su finalidad original. En pocas palabras, las aguas residuales son agua utilizada, como el agua de la ducha, la de cocinar, lavarse las manos, lavar la ropa y los procesos industriales.
Las aguas residuales pueden clasificarse a grandes rasgos en dos categorías principales:
- Aguas residuales municipales (alcantarillado): Incluye el agua de hogares, escuelas, hospitales y empresas.
- Aguas residuales industriales: Procede de procesos industriales y de fabricación. Dependiendo de la industria, puede contener productos químicos nocivos, metales y otros contaminantes que requieren un tratamiento especial.
Ejemplos de aguas residuales
- Aguas residuales domésticas: Aguas residuales de origen doméstico, incluidas las procedentes de fregaderos, inodoros, lavadoras y lavavajillas.
- Escorrentía de aguas pluviales: Agua que procede de la lluvia y se dirige a los desagües pluviales.
- Escorrentía agrícola: Incluye el agua procedente del riego y de las explotaciones ganaderas.
- Efluentes industriales: Aguas residuales de fábricas, centrales eléctricas y refinerías.
- Agua de proceso: Agua utilizada en procesos industriales, como refrigeración, calefacción o como parte del proceso de fabricación, que se contamina durante su uso.
Las aguas residuales están reguladas por las autoridades gubernamentales, que establecen estándares para determinar los niveles aceptables de elementos que aún pueden estar presentes antes de que se pueda liberar el agua. Estos estándares son cruciales para salvaguardar los ecosistemas y hábitats en los que se reintroducirá el agua dentro de la cuenca.
Para garantizar el cumplimiento, las autoridades gubernamentales también exigen el registro y la presentación de informes de las tasas mínimas, máximas y promedio de agua afluente que ingresa a la instalación de tratamiento de agua.
Importancia de medir el caudal en una EDAR
El medidor de caudal de agua es un instrumento destinado a medir, memorizar y poner en el visor en forma continuada el volumen de agua que pasa a través del transductor de medición en condiciones de ser medido.
La medición de caudal en EDAR es un dato instantáneo. Sin embargo, puede referirse al valor medio en distintos periodos de tiempo: caudal diario, caudal mensual o caudal anual.
Conocer el caudal que llega a una EDAR es de vital importancia para conocer los volúmenes de aguas a tratar y los realmente tratados. Por ello se suelen instalar instrumentos que miden este parámetro a la entrada y/o salida de las distintas fases del tratamiento.
Los caudales medidos, también dependen del tamaño de la EDAR. En depuradoras de pequeño tamaño (Qd<1000m3/día) solo se mide el caudal a la entrada de la planta.
Como es lógico en las aguas que llegan a las estaciones depuradoras de aguas residuales, hay una gran cantidad de sólidos en suspensión. Estas aguas suelen ser también muy agresivas. Entonces los dispositivos utilizados deben ser lo suficientemente resistentes.
Además, en estas instalaciones el agua suele circular en canal abierto. Por último, tal y como se ha señalado antes, el caudal de fangos también debe ser medido, por lo que en este caso el medidor tiene que permitir fluidos viscosos.
Principios de funcionamiento de los caudalímetros
Una buena forma de clasificar los distintos tipos de medidores de caudal es según su principio de funcionamiento.
Medidores de presión diferencial
Este tipo de medidores determinan el volumen de agua que pasa por una tubería por unidad de tiempo. Se denominan de esta forma porque su instalación produce una diferencia de presiones, pérdida de carga, que se vincula con el caudal que circula, en una relación determinable.
Caudalímetros de presión diferencial medir el caudal de aguas residuales determinando la caída de presión a través de una restricción (como una placa de orificio, un tubo venturi o una boquilla) en la tubería.
Placa orificio o diafragma
Placa orificio o diafragma: consiste en una placa perforada que se instala en la tubería.
Tubo Pitot y tubo Annubar
Tubo Pitot: es un instrumento sencillo, económico y disponible en un amplio margen de tamaños.
Tubo Annubar: es una innovación del tubo Pitot.
Rotámetro
Rotamétro: está compuesto por dos partes principales, un tubo cónico y un flotador libre de movimiento cuya posición dentro del tubo es proporcional al flujo del fluido.
Los caudalímetros de presión diferencial se utilizan habitualmente en aplicaciones de aguas residuales en las que las limitaciones presupuestarias son un factor a tener en cuenta. Son rentables y adecuados para muchas aplicaciones generales de medición de caudal de aguas residuales, sobre todo cuando se acepta una precisión moderada y el agua residual no contiene altos niveles de sólidos o partículas.
Sin embargo, su tendencia a obstruirse y su necesidad de mantenimiento frecuente los hacen menos adecuados para entornos de aguas residuales más difíciles. No apto para aguas residuales con alto contenido en sólidos o lodos, ya que pueden obstruir o dañar el medidor.
Medidores de velocidad
Este tipo de medidores determinan la velocidad del fluido y a partir de ahí se obtiene el caudal. Se basan en la conocida fórmula de Q = S x v, donde Q es el caudal, S es la superficie, y v es la velocidad.
Medidor de turbina
Medidor de turbina: consiste en un rotor de múltiples aspas montado en una tubería, perpendicular al movimiento del líquido.
Estos dispositivos miden el caudal volumétrico contando o integrando volúmenes separados del líquido. Las partes mecánicas de éstos instrumentos se mueven aprovechando la energía del fluido en movimiento.
Dentro de cada medidor se pueden distinguir tres componentes: la cámara, el desplazador y el mecanismo que cuenta el número de veces que el desplazador se mueve.
Medidores de canal abierto
Vertedero con flotador
Vertedero con flotador para canales abiertos: un vertedero es un muro o una barrera que se interpone al flujo, causando sobre-elevación del nivel de la lámina aguas arriba y disminución aguas abajo.
Hay una infinidad de tipos de vertedero en función de la altura de la lámina de fluido aguas abajo o según la disposición en planta, según el espesor de la pared.
En todos ellos la precisión depende de la ventilación en la zona de descarga aguas abajo.
Canal Parshall
Canal Parshall: ésta es sin duda la tipología más utilizada. Consta de tres partes: la entrada, la garganta y la salida.
Este tipo de instrumentos miden el caudal en función del empuje del fluido.
Los caudalímetros de canal abierto están diseñados para medir el caudal de aguas residuales en sistemas abiertos en los que el agua fluye sin estar totalmente encerrada en tuberías. Estos contadores suelen utilizar presas o canales combinados con sensores para determinar los caudales.
Los caudalímetros de canal abierto son la mejor elección para aplicaciones en las que las aguas residuales fluyen por canales o sistemas abiertos, como la escorrentía de aguas pluviales o determinadas secciones de plantas de tratamiento de aguas residuales. Su capacidad para medir el caudal en entornos no cerrados los hace cruciales para estas aplicaciones.
Caudalímetro electromagnético
Medidor magnético: a grandes rasgos, el instrumento lleva unos electrodos, siendo la fuerza electromagnética generada a través de los electrodos directamente proporcional a la velocidad media del fluido.
Caudalímetros electromagnéticosfuncionan aplicando una corriente alterna a bobinas alrededor de un tubo de flujo no conductor. Esto crea un campo magnético que interactúa con el fluido conductor que fluye a través del tubo. A medida que el fluido se mueve, induce un voltaje perpendicular al campo magnético, que se mide mediante electrodos.
Los contadores de aguas residuales electromagnéticos son la mejor solución para medir líquidos con elevados contenido de partículas en suspensión para aquellos lugares en los que se requiere una respuesta rápida y sencilla.
El sensor del contador de aguas residuales electromagnético és el dispositivo que se encuentra instalado en la tubería de evacuación de las aguas residuales, y el cuál se va a encargar de realizar la lectura del paso del fluido a través del mismo.
Los caudalímetros electromagnéticos se utilizan mucho en las plantas de tratamiento de aguas residuales por su precisión y capacidad para manejar líquidos con altos niveles de sólidos en suspensión. Su durabilidad y sus reducidas necesidades de mantenimiento los hacen ideales para aplicaciones de aguas residuales tanto municipales como industriales, donde las condiciones del caudal pueden ser impredecibles.
Ventajas
- Precisión: Los medidores de flujo magnéticos proporcionan mediciones de flujo de alta precisión, incluso en condiciones difíciles con caudales variables, turbulencias o sólidos suspendidos en las aguas residuales.
- Bajo mantenimiento: Debido a su simplicidad y falta de piezas móviles, los medidores de flujo magnéticos requieren un mantenimiento mínimo.
- Los medidores de flujo magnéticos proporcionan mediciones de flujo de alta precisión, incluso en condiciones difíciles con caudales variables, turbulencias o sólidos suspendidos en las aguas residuales.
- Los caudalímetros magnéticos se pueden instalar mediante bridas, roscas o abrazaderas.
Limitaciones
- Requisito de conductividad: los medidores de flujo electromagnéticos requieren que el fluido que se mide tenga un cierto nivel mínimo de conductividad.
- Es posible que no proporcionen mediciones precisas para fluidos con muy baja conductividad, como líquidos o gases no conductores.
- Costo Inicial: los caudalímetros electromagnéticos podrían tener un costo inicial mayor.
- Sólo funciona con líquidos conductoreslo que puede limitar su aplicación con determinados tipos de aguas residuales industriales.
Caudalímetro ultrasónico
Caudalímetro ultrasónico: La medición del caudal se realiza por medio de una onda sonora ultrasónica que se propaga a través del líquido. Constan de dos transductores piezoeléctricos, uno actúa como transmisor y otro como receptor de la onda sonora.
El medidor de caudal más utilizado en una planta depuradora de aguas residuales es el caudalímetro ultrasónico. Se trata de un caudalímetro volumétrico que requiere partículas o burbujas en el flujo.
En general, estos sensores no funcionan con agua potable, pero son idoneos en tuberías de gran tamaño con aguas residuales.
Las ondas ultrasónicas se transmiten a un tubo con líquidos que fluyen, y las discontinuidades reflejan la onda de ultrasonido con una frecuencia ligeramente diferente que es directamente proporcional al caudal del líquido.
Los medidores de flujo ultrasónicosUtilice el principio de tiempo de tránsito o Doppler para medir el flujo de fluido.
Los medidores de tiempo de tránsito emiten señales ultrasónicas entre dos transductores colocados en la tubería. Se mide el tiempo que tardan las señales en viajar aguas arriba y aguas abajo.
Los caudalímetros ultrasónicos utilizan ondas sonoras para medir la velocidad de las aguas residuales. Pueden ser contadores de tiempo de tránsito (para aguas residuales limpias o parcialmente limpias) o Medidores Doppler (para aguas residuales sucias con partículas o burbujas de aire). Estos contadores están disponibles en abrazadera y en línea configuraciones.
Ventajas
- Medición no intrusiva: Los medidores de flujo ultrasónicos adoptan una medición sin contacto, por lo tanto, no son intrusivos, lo que significa que no requieren ninguna inserción en la tubería ni contacto directo con el fluido.
- Amplia compatibilidad: los medidores de flujo ultrasónicos se pueden usar con diversos materiales de tuberías, incluidos metales, plásticos y concreto, y desde tuberías pequeñas hasta tuberías grandes, como desde DN32-DN6000 mm.
- Preciso y confiable: Los medidores de flujo ultrasónicos brindan mediciones de flujo precisas en una amplia gama de caudales.
- Caída de presión mínima: Los medidores de flujo ultrasónicos tienen un impacto mínimo en las características del flujo de las aguas residuales, ya que no introducen obstrucciones ni restricciones.
- Su flexibilidad y capacidad para medir una amplia gama de tipos de aguas residuales los convierten en una opción popular tanto en entornos municipales como industriales, especialmente para tuberías de mayor tamaño o instalaciones temporales.
Limitaciones
- Menos preciso cuando se utilice con aguas residuales que contengan una alta concentración de burbujas o partículas de aire (para medidores de tiempo de tránsito).
- Los medidores de flujo ultrasónicos pueden encontrar desafíos al medir fluidos con baja conductividad, como agua desionizada o ciertos hidrocarburos.
- Los medidores de flujo ultrasónicos son ideales para aplicaciones de aguas residuales que requieren mediciones no invasivas.
El método de instalación más común de medidores de flujo ultrasónicos es el método de sujeción.
Caudalímetro de vórtice
Caudalímetros vortex medir el caudal de las aguas residuales detectando la frecuencia de los vórtices desprendidos por un cuerpo bluff colocado en la corriente del caudal. La frecuencia de estos vórtices es proporcional al caudal.
Los caudalímetros vortex se utilizan a menudo en aplicaciones de aguas residuales industriales en las que el líquido puede estar a alta temperatura o presión. Su durabilidad y resistencia a condiciones difíciles los hacen adecuados para aguas residuales que contienen gases o vapor.
- Ventaja: Sin partes móviles.
- Ventaja: Puede manejar vapor/gases.
- Ventaja: Duradero.
- Limitación: No es ideal para caudales bajos o sólidos elevados.
- Limitación: Sensible a las vibraciones.
Comparación de caudalímetros para aguas residuales
| Tipo de caudalímetro | Lo mejor para | Pros | Contras |
|---|---|---|---|
| Electromagnético (Mag) | Aguas residuales municipales e industriales, lodos | Alta precisión; sin piezas móviles; maneja altos sólidos | Sólo funciona con líquidos conductores |
| Ultrasonidos | Instalaciones no intrusivas, aguas residuales limpias/sucias | No intrusivo; sin piezas móviles; funciona con tubos grandes | Menos preciso con burbujas de aire o partículas |
| Canal abierto | Canales abiertos de aguas residuales, por ejemplo, aguas pluviales | Ideal para entornos abiertos; sin piezas móviles | No apto para sistemas de tuberías cerradas; propenso a atascos por residuos |
| Vórtice | Aguas residuales industriales a alta temperatura/presión | Sin partes móviles; puede manejar vapor/gases; duradero | No es ideal para caudales bajos o sólidos elevados; sensible a las vibraciones |
| Presión diferencial | Aplicaciones de bajo coste para aguas residuales en general | Bajo coste; fácil de instalar; amplia gama de caudales | Crea una caída de presión; se atasca con altos niveles de sólidos; mantenimiento frecuente |
Elección del caudalímetro según la instalación
Por último, también hay que tener en cuenta la zona física en donde se van a instalar los medidores.
En el caso de una EDAR, normalmente se descartan los vertederos, ya que, la diferencia de cota entre la entrada y salida es pequeña, por lo que no se pueden permitir pérdidas de carga excesivas.
Si bien en plantas de gran capacidad es bastante frecuente encontrar medidores de caudal de tipo Pharshall.
En sistemas cerrados, los caudalímetros electromagnéticos y ultrasónicos permiten medir el caudal sin recurrir necesariamente a elementos que provoquen una restricción importante. En canales abiertos, los vertederos y los canales Parshall son alternativas específicas, siempre que el diseño hidráulico y las condiciones de descarga permitan obtener una medición adecuada.
Factores para elegir un caudalímetro para agua residual
Elegir el caudalímetro adecuado requiere una comprensión profunda de las demandas de la aplicación. Por lo tanto, es crucial dedicar tiempo suficiente para evaluar el tipo de fluido y los requisitos de instalación de manera paso a paso y sistemática.
1. Tipo de aguas residuales
Los distintos caudalímetros se adaptan mejor a los distintos tipos de aguas residuales. Por ejemplo, las aguas residuales municipales con alto contenido en sólidos se miden mejor con un caudalímetro electromagnético, mientras que los efluentes industriales limpios pueden ser adecuados para un caudalímetro ultrasónico.
2. Caudal previsto
Es fundamental conocer el caudal previsto en su sistema. Para caudales altos en tuberías grandes, los medidores electromagnéticos o ultrasónicos pueden ser ideales, mientras que los caudales bajos pueden requerir medidores más especializados, como medidores de vórtice o de presión diferencial.
3. Contenido en sólidos
Las aguas residuales suelen contener partículas que pueden obstruir o interferir con determinados tipos de caudalímetros.
Los medidores electromagnéticos y ultrasónicos son adecuados para aguas residuales con alto contenido en sólidos, mientras que los medidores de presión diferencial y vórtice pueden tener problemas en estas condiciones.
4. Entorno de instalación
Tenga en cuenta el entorno físico de la instalación.
En algunos casos, los medidores no intrusivos, como los ultrasónicos de pinza, son ideales porque no requieren cortar la tubería ni detener el flujo.
En otros casos, los medidores en línea pueden ser más apropiados.
Los caudalímetros magnéticos se pueden instalar mediante bridas, roscas o abrazaderas. Y hay algunas notas al instalar el.
5. Requisitos de precisión
El nivel de precisión requerido depende de la aplicación.
El cumplimiento de la normativa, la facturación y el control de la contaminación requieren caudalímetros de alta precisión, como los electromagnéticos o los Coriolis.
La supervisión general de procesos puede permitir menos precisión, en cuyo caso los medidores de presión diferencial o vórtice podrían ser una solución rentable.
6. Pantalla, señales y comunicaciones
Definir la necesidad de pantalla local, salidas de señales electrónicas o protocolos de comunicaciones especializados (p.
7. Presupuesto y mantenimiento
Los caudalímetros tienen precios muy variados.
Los medidores electromagnéticos y ultrasónicos suelen ser más caros debido a su avanzada tecnología y precisión, mientras que los medidores de presión diferencial son más asequibles, pero pueden requerir un mantenimiento más frecuente.
Caudales y salidas disponibles
| Caudal | Salidas |
|---|---|
| Entre 700 litros/h hasta máximo 5800 litros/h (según instalación) | 4-20 mA, digital por impulsos, digital programable. |
| Entre 900 litros/h hasta máximo 9.000 litros/h (según instalación) | 4-20 mA, digital por impulsos, digital programable. |
| Entre 1800 litros/h hasta máximo 14.000 litros/h (según instalación) | 4-20 mA, digital por impulsos, digital programable. |
| Según modelos | 4-20 mA, digital por impulsos, digital programable. |
PORTES INCLUIDOS EN PENÍNSULA
PORTES INCLUIDOS EN PENÍNSULA
PORTES INCLUIDOS EN PENÍNSULA
PORTES INCLUIDOS EN PENÍNSULA CONSULTAR PRECIOS
Selección rápida por aplicación
- Caudalímetro electromagnético: ideal para aguas residuales municipales e industriales con alto contenido en sólidos.
- Caudalímetro ultrasónico: los mejores para instalaciones no intrusivas y grandes tuberías, y son capaces de manejar tanto aguas residuales limpias como sucias.
- Caudalímetro de canal abierto: apropiado para canales abiertos, escorrentía de aguas pluviales y determinadas secciones de plantas de tratamiento de aguas residuales.
- Caudalímetro de vórtice: recomendado para aplicaciones industriales en las que las aguas residuales contienen gases, vapor o están sometidas a altas temperaturas y presiones.
- Caudalímetro de presión diferencial: solución rentable para aplicaciones generales de aguas residuales en las que basta con una precisión moderada, aunque requiere un mantenimiento frecuente y es menos adecuado para un alto contenido en sólidos.
Al conocer las características específicas de sus aguas residuales y alinearlas con las capacidades de los distintos caudalímetros, podrá elegir la solución más eficaz y eficiente para su sistema.
tags: #caudalimetro #para #agua #residual
Publicaciones populares:
- Riesgos de consumir agua destilada
- Guía sobre suero ozonizado: seguridad y uso clínico
- Normativa vigente sobre depuración de aguas en España
- Riesgos de los antialgas en acuarios y opciones seguras frente a las algas filamentosas
- Cómo funciona el clorador salino Natural Clara en piscinas