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Calidad del Medidor de Flujo Líquido: Curva característica de un Medidor |
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Filosofía y Matemáticas
Si hay una lección a esta generación de Venezolanos e importancia del retroceso a las privaciones y azote a la calidad de vida actual, causado por deficiencias de los servicios públicos básicos; originado por causas acumuladas que cada quien concluye en base a su educación e información; es sin duda el justo valor que el agua y su indesligable recurso la electricidad tendrán de hoy en adelante; premisas que buena parte del planeta conoce, evita e invierten recursos, pero que en Venezuela por siempre y razones políticas ó de grupos, no se ponderaba. Es decir no se mide; no se invierte, ni se cobra lo justo para que cada quien al tocarle el bolsillo, exija y cuide su medidor – mención aparte, la electricidad ha logrado medir el 25% a usuarios. Clase media y empresas, que constituyen el sostén y punta de lanza de nuestro incipiente desarrollo, la demás población y entes públicos despilfarran y no pagan.
Estos gemelos servicios: agua – electricidad, viven un curioso sube y baja hace 40 años, cuando CADAFE tenia excelente desarrollo humano e institucional; el entonces INOS estaba en el punto bajo de la curva; ahora las hidro gozan de esa excelencia, muchas de ellas y ahora Corpoelec esta en un punto de inflexión.
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En tanto que los medidores de agua; siguen comprados como chatarra a 15 Bs.F. el kg de bronce – latón; “delito puntual” del que roba uno en la esquina; “delito funcional” por muchos ó roba en los condominios las administradoras, sobre facturando estos servicios desatado desde 1990 que nos llevó a trasladar estos conceptos del más puro análisis matemático denunciando en la jerga tribunalicia valenciana y Guayana. Y que ahora se usa cotidiano para aislar un hecho cualquiera.
Es por esto que el uso masivo de medidores: residencial-industrial; incluidos los pozos profundos, hace necesario análisis, de su calidad y demás parámetros de factibilidad; aparejado a las cada vez más exigentes leyes ecológicas que regulan este recurso – el agua, exponencialmente costoso día a día para poder hacerlo renovable. Nos motiva a plasmar la presente pedagogía y premisas básicas sin llegar a análisis extremos al pretender ilustrar como hacer una selección de medición aceptable económica y confiable, bien sea para agua potable, de pozo, residuales o servidas, leche, alimentos, productos e insumos industriales, líquidos en general; en beneficio del ecosistema, estándares de calidad y economía de costos del proyecto ejecutado.
Corolario 1
Filosofía y matemática son ciencias puras y gemelas de antaño; facilitan la interpretación del entorno y disfrute cotidiano del quehacer humano; ¿Cómo, porque, donde, cuando, causa, consecuencia?
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Parámetros y selección de medidores de flujo liquido:
Una vez cubierto el análisis de las condiciones de contorno para selección de un medidor: tipo de agua ó liquido, materiales compatibilidad química, con o sin sólidos, presión, temperatura, ambiente e instalación etc, sólo queda la decisiva calidad de medición y/o de lectura; entregada como señal local en un reloj, ó electrónica digital remoto, posible de ser procesada a su vez por computadores o similares, interconectados, por ejemplo en lazos de control para activar señales a tanques que se vacían ó se llenan.
Esta señal y su calidad, depende de la calidad intrínseca del medidor fabricado; resumido la ingeniería en la curva característica del medidor, ploteada en ejes cartesianos Y = f (x) a partir del ensayo puntual, (caudal / error), hecho función, de varios caudales contra los errores obtenidos respectivamente
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E = f (Q
Error = F (del caudal) |
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Curva característica:
Esta curva característica; significa el ancho de banda funcional máximo deseable ó exigible al medidor, de acuerdo a las tolerancias o errores permitidos al diseñador del sistema de medición, ejemplo: acorde las normas como la UE, AWWA, OIML, COVENIN en el caso del agua o errores máximos permitidos, según los costos del liquido industrial o calidad de mezcla en la industria procesadora acorde a su contabilidad de costos.
Por ejemplos, las fig. 1,2,3 (Click para aumentar) muestran las clases A,B,C, exigible por la UE (Unión Europea), solo para medidores domiciliarios; en una residencia promedio gasta máximo 3000 l/h - 3 m3/h. Definida la función del medidor en dos campos: inferior y superior, con permisividad; nótese el error del 5% y 2% respectivamente.
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Aquí es imprescindible destacar por ejemplo que un vendedor de agua, si quiere cobrar el agua del lavado solitario de los dientes de un usuario a la medianoche, deberá instalar a sus clientes, medidores clase C, sensibles a medir desde 15 l/h, esto se llama sensibilidad del medidor, con error permitido del ± 5%, Pero desde los 20 l/h hasta los 3000 l/h deberá medir con errores del ± 2%, si es clase C.
La fig. No.4 de ex profeso, muestra la curva característica obtenida de un medidor de agua domiciliario con sensibilidad de 13 l/h y error del -5%; y mide luego desde 25 l/h con error del ± 2% o menor; es decir calza en la clase B de la UE. |
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Finalmente la fig. 5, muestra la curva característica y
comportamiento de un medidor industrial de ruedas ovaladas, tipo volumétrico; midiendo combustibles cuyos errores fluctúan entre -0.7% a -0.2%, errores porcentuales que permiten acorde a los costos unitarios de un preciado líquido, establecer las perdidas ó compensaciones ocasionadas en ese sistema de medición seleccionado o diseñado por el experto y siempre se ve con un solo campo exigible, exponencialmente difícil llegar a cero funcional, solo en una porción del ancho de banda y cero puntual a caudal intermedio o del 50%.
También podemos colegir brevemente que esta ingeniería y análisis, es aplicable a todos los medidores de flujo líquido Newtoniano; es decir cumplen sus leyes: agua, leche, combustibles, etc., en tanto que los no newtonianos; como las resinas, después de cierta velocidad varia su viscosidad y tienden a variar sus propiedades e inaplicables a estos análisis. |
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Así mismo es menester citar que el desarrollo de la electrónica y nuevas tecnologías de punta: sensores medición, transducción, conversión y leyes como Faraday y Coriolis; hacen factible acercarse al error cero puntual, siendo más frecuente trabajar por ejemplo entorno a ± 0.25% funcional ó menos; si es conocido el caudal de trabajo de la bomba y sus variaciones en un entorno reducido.
Ese desarrollo tecnológico de la electrónica, transmisión magnética, electromagnética; permite eliminar fricción mecánica de antaño, perdidas de bombeo; obteniéndose mayor eficiencia y posibilidad que los medidores no intrusivos se acerquen más a medir el caudal cero; asintótico-obviamente. Quiere decir que un medidor será más eficiente y exacto, si detecta el paso en todo el ancho de banda entre el caudal más cercano a cero, muy bajo flujo hasta el caudal máximo de su curva característica; sin menoscabo de lograr gran exactitud en una sección más estrecha del ancho de banda de su curva característica Los rangos con tecnologías avanzadas están entre 3 cm/s y 12 m/s de velocidad del fluido.
Corolario 2
La calidad de un medidor una vez cumplida las condiciones de contorno, se sustenta en que si el error exigible porcentual por el diseñador se mantiene en un entorno lo mas amplio posible, es decir un caudal mas cercano a cero (asintótico) y su máximo caudal aceptable.
José A. Vera Ramírez
Ingeniero Mecánico
Universidad de Carabobo 1973
Presidente y Fundador de
Mediciones C.A. 1977
joseverar@mediciones.com.ve
www.mediciones.com.ve
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