Republica Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior.
Universidad Nacional Experimental “Rafael María Baralt”.
Proyecto: Ingeniería y Tecnología.
Programa: Ingeniería de Gas.



Los Puertos de Altagracia, Febrero de 2011.

Introducción
En el comienzo de la era industrial, los operarios llevaban a cabo un control manual de variables utilizando solo instrumentos sencillos como el manómetro, termómetros, manuales de válvulas entre otros que eran más fáciles y accesibles a su control. Aunque a través del tiempo todo ha ido evolucionando haciendo así que se automaticen los instrumentos de medición y sus procesos. Estos herramientas han ido poco a poco liberando al operador de su relación directa físicamente y al mismo tiempo, se ha permitido una labor más eficaz; a si mismo los instrumentos ha sido posible fabricar productos complejos que ofrecen calidad y seguridad.

Los procesos industriales al mantener un orden se dividen en: procesos continuos y discontinuos donde están presentes las mediciones que se realizan diariamente entre ellas: la medición de presión, de nivel, temperatura y flujo; de ellos se estudiaran sus características, valor, aplicaciones, propias que se emplean en plantas e industrias.
En todos estos procesos es absolutamente necesariocontrolar y mantener constantes algunas magnitudes, tales como la presión, nivel, temperatura, caudal, el pH, conductividad, velocidad, humedad, punto de rocío, entre otros. Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y la regulación de estas constantes en condiciones más idóneas que el propio operador podría realizar.
Se debe conocer algo más acerca de cómo funcionan los sistemas de medida que se utilizan en la caracterización de los materiales y en los procesos de fabricación de los mismos, tanto para poder juzgar lo adecuado de los sistemas utilizados por otros, como para poder seleccionar un sistema adecuado de medida para un uso particular.
Es lógico pensar que para las industrias, sin importar el tamaño de estas, es imprescindible el uso de instrumentos industriales, para facilitar la manufactura de sus productos. Como consecuencia de la globalización de los mercados internacionales, se ha orillado a los países del tercer mundo a competir en el mercado con productos de calidad, precio y tiempos de entrega oportunos. De manera general, existen siete tipos fundamentales de medidores de flujo, a continuación se hará una extensa lista de medidores de flujo, con sus descripciones, utilización y algunas ecuaciones características para el manejo de datos, con los mismos.

Medidas de Presión.
La presión, es la fuerza por unidad de superficie que ejerce un cuerpo (líquido o gas), perpendicularmente a esa superficie y puede expresarse en unidades tales como: pascal, bar, atmosferas, kilogramos porcentímetro cuadrado y psi (libras por pulgada cuadrada).
Se considera como la variable más común en los procesos industriales, es quizás la más importante ya que permite medir y controlar las otras variables.

Elementos usados para la medición de presión.

Los instrumentos de presión se clasifican en tres grupos: mecánicos, electromecánicos y electrónicos.

ï Elementos mecánicos: se dividen en:

ï Elementos primarios de medida directa: miden la presión comparándola con la ejercida por un liquido de densidad o altura conocida (barómetro
Cubeta, manómetro de tubo en U, manómetro de tubo inclinado, manómetro de toro pendular, manómetro de campana).

Columna de líquidos: estos instrumentos se conocen principalmente como “Manómetros”. En ellos la presión aplicada se balancea contra una columna de líquido. La forma más simple consiste de un tubo vertical sellado en un extremo que contiene líquido, por el otro extremo se aplica la presión que se quiere medir. El líquido sube en el tubo hasta que el paso de la columna balancea l presión aplicada.

Estos instrumentos encuentran su mayor aplicación en laboratorios y como patrones para calibración de otros instrumentos de presión.
El liquido utilizado depende del rango de presión a medir, generalmente se emplea agua, compuestos orgánicos y mercurio.

Tipos de medidores de columna de líquidos:

 Manómetro para medición de presión absoluta: es simplemente un tubo en “U” que tiene un extremo sellado y al vacio, y el otro extremo abierto a la presión absolutaque se va a medir.

 Manómetro de tubo en “U”: se utiliza para medir la presión diferencial. Consiste en un tubo en forma de “U” lleno de liquido. En cada una de las ramas del tubo se aplica una presión. La diferencia de altura del líquido en las dos ramas es proporcional a la diferencia de presiones.

 Manómetro de pozos: en este tipo de manómetro una de las columnas del tubo en “U” ha sido sustituida por un reservorio o pozo de gran diámetro, de forma tal que la presión diferencial es la indicada únicamente por la altura de liquido en la rama no eliminada del tubo “U”.

(a) Manómetro de pozo, (b) Manómetro de tubo inclinado.

 Manómetro de tubo inclinado: se utiliza para mediciones de presiones diferenciales pequeñas. En este tipo de manómetro, la rama del tubo de menor diámetro esta inclinada con el objeto de obtener una escala mayor.

 Manómetro de tipo campana: este tipo de sensor es una campana invertida dentro de un recipiente que contiene un líquido sellante. La campana está parcialmente sumergida en el líquido. La señal de mayor presión se aplica sobre el interior de la campana invertida; la señal de menor presión se aplica sobre el interior del recipiente que contiene el líquido. El movimiento vertical de la campana es proporcional al diferencial de presión.

Elementos primarios elásticos.
Son los que se deforman por la presión interna del fluido que contienen. Los más empleados son: el tubo Bourdon, el diafragma y el fuelle.

 El Tubo Bourdon: fue nombrado así en honor delingeniero e inventor francés Eugene Bourdon (1808-1884). Este instrumento consiste en una sección elíptica que forma un anillo casi completo, cerrado en un extremo y conectado a una aguja indicadora de disco. Cuando el tubo se encuentra abierto a la atmosfera no tiene desviación y la aguja indicadora de disco en este estado se calibra a cero (presión manométrica). Al aumentar la presión en el interior del tubo, este tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora por el sector dentado y el piñón. La deformación que sufre el tubo bajo la presión aplicada, es altamente repetitiva, pudiendo el sensor ser calibrado para producir precisiones que en muchos casos alcanzan el 0,05% del span.
El material empleado normalmente en el tubo Bourdon es de acero inoxidable 316 y 403, aleación de cobre o aleaciones especiales como hastelloy y monel, y bronce fosforado. El material seleccionado determina tanto el rango como la resistencia del tubo a la corrosión.

Tubo Bourdon tipo C: se utiliza principalmente para indicación local en medidores de presión, que están conectados directamente sobre recipientes de procesos y tuberías.

Tubo Bourdon en espiral: se forma arrollando el tubo, en sección transversal plana, en una espiral de varias vueltas. Este arreglo da al espiral un mayor grado de movimiento por unidad de cambio en la presión si se compara con el tubo Bourdon tipo “C”.

Tubo Bourdon Helicoidal: se construye de forma similar al tubo en espiral, pero enrollando el tubo de forma helicoidal.Aplicaciones:
Los tubos Bourdon se utilizan como instrumentos de medición directa y como instrumentos de presión en ciertos tipos de controladores, transmisores y registradores.
El tipo de Bourdon utilizado se determina principalmente por el espacio disponible en la caja del instrumento. Como una regla general, el tubo Bourdon tipo “C”, es el menos sensible y el espiral es el más sensible.

Ventajas:
• Bajo costo.
• Construcción simple.
• Cobertura de rangos bajos y altos.
• Una buena relación precisión/costo.
• Muchos años de experiencia en su aplicación.

Desventajas:
• Pérdida de precisión por debajo de 50 psig.
• Usualmente requieren amplificación, la cual introduce histéresis.

 El diafragma: consiste básicamente en un disco metálico corrugado sujetado por los bordes entre dos etapas de una cámara. Cuando se aplica presión a la parte inferior este se deforma transmitiendo ese movimiento a través de un eslabón al sector dentado y este a su vez a la aguja indicadora, las mediciones con este elementos son muy exactas, especialmente para presiones pequeñas, se puede medir presiones hasta 25 Kg/cm2.

Los diafragmas pueden ser metálicos y no metálicos. Entre los materiales comúnmente más utilizados se encuentran: bronce, cobre-berilio, acero inoxidable, monel, neopreno, siliconas y teflón.

Aplicaciones:
Los diafragmas se emplean en medición de bajas presiones y vacío y en mediciones de presión absoluta y diferencial.

 El fuelle: es un tubo flexible, el cual cambia su longitud deacuerdo a la presión aplicada. Este cambio de longitud es mucho mayor que el que se obtendría si se utilizara un tubo Bourdon de las mismas características. En muchas aplicaciones el fuelle se expande muy poco, pero la fuerza que produce es significativa. Esta técnica se emplea frecuentemente en mecanismos de balance de fuerzas. Para producir una relación lineal entre el desplazamiento del fuelle y la presión aplicada, es práctica común colocar un resorte dentro del fuelle. Los fuelles pueden ser metálicos o no metálicos. Los rangos típicos, cuando se utilizan fuelles de bronce o de acero inoxidable, van desde 0-100 mm Hg (abs.) hasta 0-60 in Hg (abs.).

Aplicaciones:
Los fuelles se utilizan en la medición de presión absoluta y medición de presión diferencial. Además, son parte importante en instrumentos tales como transmisores, controladores y registradores.

Ventajas:
• El procedimiento de calibración se simplifica, ya que el ajuste se hace únicamente sobre el resorte.
• Un resorte construido a partir de un material estable presentará estabilidad por un largo tiempo, lo cual es esencial en cualquier componente.
• Cuando se requiere medir presión absoluta o diferencial se utilizan mecanismos especiales formados por dos fuelles, uno de los cuales actúa como compensación o referencia.

Instrumentos medidores de presión.

Existe una gran variedad de medidores de presión los cuales utilizan energía neumática, eléctrica o mecánica y los cuales podemos agrupar según su función en:

 Indicadores depresión: el indicador de presión manométrica está compuesta básicamente por un elemento medidor de presión que generalmente es un tubo de Bourdon.

 Registradores de presión: es un instrumento que permite imprimir en un grafico o carta, el comportamiento de variable presión, en función del tiempo. Pueden estar instalados localmente en el campo o en salas de control.

 Patrones de calibración: para realizar la calibración de un instrumento es necesario tener alguna referencia confiable, a fin de establecer la comparación de la variable en el proceso. Para ellos se han diseñado algunos equipos o dispositivos de referencia, los cuales actúan como indicadores de presión con alto grado de precisión y confiabilidad tales como el peso muerto, las columnas de líquidos y los manómetros de precisión.

 Columna de líquido: son utilizadas comúnmente como instrumento patrón de calibración por su alta precisión y confiabilidad. Estas columnas pueden utilizarse para calibrar instrumentos que midan presiones manométricas positivas, negativas y diferenciales. Su uso está limitado a bajas presiones (hasta 30 psi).

 Peso muerto: Instrumento patrón más utilizado para la calibración de instrumentos medidores de presión en los laboratorios, cuando se necesita aplicar presiones superiores a 5kg/Cm2.

 Manómetro de precisión: Instrumento indicador de presión fabricado bajo condiciones especiales a fin de ser utilizado como patrón de calibración; manómetro de control o de recalibración, donde la precisión y fiabilidad sonimprescindibles, previamente de ser utilizado se debe comparar con un peso muerto.

 Interruptores de presión: Es el dispositivo de protección más utilizado debido a su sencillez y múltiples aplicaciones, el cual se basa en balance de las fuerzas, es decir, la presión actúa ejerciendo una fuerza sobre el diafragma. Cuando esta fuerza es mayor que la ejercida por el resorte, el vástago subirá y accionara el interruptor.


 Reguladores de presión: Este instrumento se caracteriza por mantener una presión deseada en su salida seleccionada previamente y puede cambiar el valor de ésta cuando necesitamos variarla por necesidades del proceso.

Los instrumentos de protección más utilizadas son:

Válvulas de Seguridad: son dispositivos para aliviar o descarga presiones, con la finalidad de impedir que la presión del recipiente o equipo supere los valores para los cuales fue diseñado evitando de esta manera posible daños que pudieran sufrir los equipos.

Tipos de válvulas de seguridad:

Accionadas por piloto: consiste en una cámara que contiene un pistón el cual sirve de obturador y un piloto compuesto por un resorte de tensión ajustable.

Accionadas por resorte: su fundamento se basa en el balance de fuerza sobre el disco, el cual cierra la salida de fluido. Cuando la presión en el proceso es mayor que la ejercida en el resorte, el disco se levantara ligeramente permitiendo que la presión del sistema disminuya.

Disco de ruptura: son dispositivos utilizados en algunos procesos industriales, destinados a laprotección equipos donde están instalados. Pueden ser fabricados en metal y están diseñados para permitir su apertura a una presión determinada.

Función:
La función del diseño de ruptura es proteger contra excesos de presión las instalaciones donde esté conectado.

Transductores electromecánicos.

Un transductor es un aparato que convierte un tipo de energía como vibración o sonido en un tipo diferente de energía, generalmente una corriente eléctrica o un voltaje. Son el corazón de sistemas de instrumentación y por lo general son el eslabón más débil. Contribuyen ruido a las señales medidas y generan distorsión, debido a no linealidades. Son sujetos a cambios en su sensibilidad y requieren regularmente una calibración. Algunos tipos de transductores son mucho más confiables y más lineales que otros; un ejemplo es el acelerómetro piezoeléctrico que es el mejor tipo para medición de vibración.

El transductor electromecánico es un tipo de transductor que transforma electricidad en energía mecánica o viceversa, por ejemplo una bocina captora es un dispositivo que recoge las ondas sonoras y las convierte en energía, o bien magnética, o bien eléctrica. Estas vibraciones resultantes (ya sean eléctricas o magnéticas, dependiendo de la naturaleza del transductor), proporcionan (mediante un nuevo proceso de transducción) la energía mecánica necesaria para producir el movimiento de la aguja encargada de trazar el surco sobre el disco o cilindro durante el proceso de grabación mecánica analógica.

Lostransductores electromecánicos son:

 Transductores resistivos.
 Transductores magnéticos. Según su funcionamiento se clasifican en:
- Transductores de inductancia variable.
- Transductores de reluctancia variable.
 Transductores capacitivos.
 Galgas extensométrica.
 Transductores piezoeléctricos.

 Transductores resistivos: Constituyen, sin duda, uno de los transmisores eléctricos más sencillos. Consisten en un elemento elástico (tubo Bourdon o capsula) que varia la resistencia óhmica de un potenciómetro en función de la presión. El potenciómetro puede adoptar la forma de un solo hilo continuo o bien estar arrollado a una bobina siguiendo un valor lineal o no de resistencia. El potenciómetro puede adoptar la forma de un solo hilo continuo o bien estar arrollado a una bobina siguiendo un valor lineal o no de resistencia. Existen varios tipos de potenciómetro según sea el elemento de resistencia: potenciómetros de grafito, de resistencia bobinada, de película metálica y de plástico moldeado.
El movimiento del elemento de presión se transmite a un brazo móvil aislado que se apoya sobre el potenciómetro de precisión.

 Transductores magnéticos: Se clasifican en dos grupos según el principio de funcionamiento.

- Transductores de inductancia variable: el desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una bobina aumenta la inductancia de esta en forma casi proporcional a la porción metálica del núcleo contenida dentro de la bobina.
El devanado de la bobina se alimenta con una corriente alterna y la f.e.m. deautoinducción generada se opone a la f.e.m. de alimentación, de tal modo que al ir penetrando el núcleo móvil dentro de la bobina la corriente presente en el circuito se va reduciendo por aumentar la f.e.m. de autoinducción.
Los transductores de inductancia variable no producen rozamiento en la medición, tienen una respuesta lineal, son pequeños y de construcción robusta y no precisan ajustes críticos en el montaje. Su precisión del orden de ± 1 %.

- Transductores de reluctancia variable: consisten en un imán permanente o un electroimán que crea un campo magnético dentro del cual se mueve una armadura de material magnético.
El circuito magnético se alimenta con una fuerza magnetomotriz constante con lo cual al cambiar la posición de la armadura varía la reluctancia y por lo tanto el flujo magnético. Esta variación del flujo da lugar a una corriente inducida en la bobina que es, por tanto, proporcional al grado de desplazamiento de la armadura móvil.
El movimiento de la armadura es pequeño (del orden de un grado como máximo en armaduras giratorias) sin contacto alguno con las partes fijas, por lo cual no existen rozamientos eliminándose la histéresis mecánica típica de otros instrumentos. Los transductores de reluctancia variable presentan una alta sensibilidad a las vibraciones, una estabilidad media en el tiempo y son sensibles a la temperatura. Su precisión es del orden de ± 0,5 %.

 Transductores capacitivos: Se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de susplacas por la aplicación de presión. La placa móvil tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijas. De este modo se tienen dos condensadores uno de capacidad fija o de referencia y el otro de capacidad variable.

Los transductores capacitivos se caracterizan por su pequeño tamaño y su construcción robusta, tienen un pequeño desplazamiento volumétrico y son adecuados para medidas estáticas y dinámicas. Su señal de salida es débil por lo que precisan de amplificadores con el riesgo de introducir errores en la medición. Son sensibles a las variaciones de temperatura y a las aceleraciones transversales y precisan de un ajuste de los circuitos oscilantes y de los puentes de a los que están acoplados.

 Galgas extensométrica: Se basan en la variación de longitud y de diámetro, y por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra sometido a una tensión mecánica por la acción de una presión.
Existen dos tipos de galgas extensométrica: galgas cementadas formadas por varios bucles de hilo muy fino que están pegados a una hoja base de cerámica, papel o plástico, y galgas sin cementar en las que los hilos de resistencia descansan entre un armazón fijo y otro móvil bajo una ligera tensión inicial.
En ambos tipos de galgas, la aplicación de presión estira o comprime los hilos según sea la disposición que el fabricante haya adoptado, modificando pues la resistencia de los mismos.
Cualquier variación de presión que mueva el diafragma del transductor cambia laresistencia de la galga y desequilibra el puente.
El intervalo de medida de estos transductores varía de 0-0,6 a 0-10 000 bar y su precisión es del orden de ± 0,5%.
Una innovación de la galga extensométrica la constituyen los transductores de presión de silicio difundido. Consisten en un elemento de silicio situado dentro de una cámara conteniendo silicona que está en contacto con el proceso a través de un diafragma flexible.

 Transductores piezoeléctricos: son materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión, generan una señal eléctrica. Dos materiales típicos en los transductores piezoeléctricos son el cuarzo y el titanato de bario, capaces de soportar temperaturas del orden de 150° C en servicio continuo y de 230° C en servicio intermitente.
Son elementos ligeros, de pequeño tamaño y de construcción robusta. Su señal de respuesta a una variación de presión es lineal y son adecuados para medidas dinámicas, al ser capaces de respuestas frecuenciales de hasta un millón de ciclos por segundo. Tienen la desventaja de ser sensibles a los cambios en la temperatura y de experimentar deriva en el cero y precisar ajuste de impedancias en caso de fuerte choque. Asimismo, su señal de salida es relativamente débil por lo que precisan de amplificadores y acondicionadores de señal que pueden introducir errores en la medición.

Medición de vacío.

El vacío es la ausencia total de materia en un determinado espacio o lugar, o la falta de contenido en el interior de un recipiente. Porextensión, se denomina también vacío a la condición de una región donde la densidad de partículas es muy baja, como por ejemplo el espacio interestelar; o la de una cavidad cerrada donde la presión de aire u otros gases es menor que la atmosférica.

Puede existir naturalmente o ser provocado en forma artificial, ya sea para usos tecnológicos o científicos, o en la vida diaria. Se lo aprovecha en diversas industrias, como la alimentaria, la automovilística o la farmacéutica.
Hay diferentes clases de vacío: grueso o primario, medio, alto y ultra alto, y en cada caso, la presión es cada vez menor (o el vacío es cada vez más alto). Cada régimen de vacío tiene un comportamiento diferente, y sobre todo, un cierto tipo de aplicaciones, que son las que hacen del vacío algo tan importante.

La presión atmosférica es la que ejerce la atmósfera o aire sobre la Tierra. A temperatura ambiente y presión atmosférica normal, un metro cúbico de aire contiene aproximadamente 2 × 1025 moléculas en movimiento a una velocidad promedio de 1600 kilómetros por hora. Una manera de medir la presión atmosférica es con un barómetro de mercurio; su valor se expresa en términos de la altura de la columna de mercurio de sección transversal unitaria y 760 mm de alto. Con base en esto, decimos que una atmósfera estándar es igual a 760 Hg

Medición de bajas presiones: Pirani construyó el primer aparato capaz de medir presiones muy pequeñas, menores de 10–5 Torr; está basado en que la conductividad térmica de un gas sometido a presionesinferiores a la décima de Torr es una función lineal de la presión. Se dispone entonces un filamento metálico caliente en una ampolla de vidrio, unida a la bomba de vacío. La velocidad con que el calor pasa del filamento a las paredes de la ampolla determina la temperatura del filamento y, por tanto, su resistencia eléctrica, que es, en definitiva, la magnitud física que se mide y que suministra el valor de la presión.

Medidas de ionización: Tienen el mismo fundamento que las bombas de ionización, hasta el punto que éstas pueden considerarse como una consecuencia de aquéllas. Cuando se trata de medir presiones de vacío muy bajas, se utilizan las variantes propuestas por Bayard-Alpert de aquellos aparatos capaces de suministrar con gran exactitud presiones de hasta 10–12 Torr.
El aire está compuesto por varios gases; los más importantes son el nitrógeno y el oxígeno, pero también contiene en menores concentraciones gases como dióxido de carbono, argón, neón, helio, criptón, xenón, hidrógeno, metano, óxido nitroso y vapor de agua.

Tipos de sensores.

Un sensor es un dispositivo capaz de medir magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc.
Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo quePuede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo.
Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas como son el acceso a una base de datos, la toma de valores desde el sensor, entre otros.

Cómo elegir el sensor de presión más apropiado.

Los parámetros primarios a considerar son:
1) Rango de presión necesario: La mayoría de los sensores resisten una sobrepresión de 200%
2) Referencia de presión necesaria:
a) Atmosférica – 0 es presión atmosférica.
b) Sellada – 0 es un determinado valor de presión.
c) Absoluta – 0 absoluto
d) Diferencial – el sensor mide la diferencia entre dos líneas de presión desconocidas.
3) Tipo de salida necesaria y tensión de alimentación:
a) Salidas 0-5V, 0-10V, 4-20mA, mV, Opción de seguridad intrínseca.
b) Alimentación unipolar o bipolar.

Tipos de sensores:

Sensores de presión: están basados en tecnología piezoresistiva, combinada con microcontroladores que proporcionan una alta precisión, independiente de la temperatura, y capacidad de comunicación digital directa con PC. Las aplicaciones afines a estos productos incluyen instrumentos para aviación, laboratorios, controles de quemadores y calderas, comprobación de motores, tratamiento de aguas residuales y sistemas de frenado.
Estos sensores son:
Tubo de Bourdon.
Fuelle.
Diafragma.

Medición de nivel

En laindustria la medición de nivel es muy importante, ya que nos permite el buen funcionamiento y el balanceo correcto de materias primas o productos finales.
La medición del nivel puede definirse como la determinación de la posición de una interface que existe entre dos medios separados por la gravedad, con respecto a una línea de referencia. Ésta interface puede existir entre un líquido y un gas, entre dos líquidos, entre un sólido granulado o sólido fluidizado y un gas, o entre un líquido y su vapor.

Tipos de sensores usados para la medición de nivel
• Flotadores

Los flotadores están comprendidos dentro de los elementos de medidores de nivel de líquidos, la cual estos trabajan midiendo directamente la altura del líquido sobre una línea de referencia, la presión hidrostática, el desplazamiento producido en un flotador por el propio líquido contenido en tanque del proceso, o bien aprovechando las características eléctricas del líquido.
Precisamente los instrumentos flotadores consisten en un flotador situado en el seno del líquido y conectado al exterior de un tanque indicando directamente el nivel, donde dicha conexión puede ser directa, magnética o hidráulica.
Estos instrumentos son adecuados en las medidas de niveles de tanques abiertos y cerrados, a presión o al vacío, y son independientes del peso específico del líquido.
Uno de los inconvenientes más frecuentes es que el flotador puede agarrotarse en el tubo guía por un eventual depósito de los sólidos o cristales que el líquido pueda contener y si el tuboguía es muy largo puede dañarse ante olas fuertes en la superficie del líquido o ante la caída violenta del líquido en el tanque.
Hay que recalcar que en estos instrumentos, el flotador puede tener formas muy variadas y estar formado por diversos materiales según sea el tipo de fluido.
Los flotadores se pueden clasificar en:
• Flotador conectado directamente
• Flotador conectado magnéticamente
• Flotador conectado hidráulicamente

Flotador conectado directamente

Esta unido por un cable que desliza en un juego de poleas a un índice exterior que señala sobre una escala graduada. Éste es el modelo más usado y más antiguo en tanques de grandes capacidades.
Éste tipo de flotadores tienen el inconveniente de que las partes móviles están expuestas al fluido pueden romperse, el tanque no puede estar sometido a presión y el flotador siempre debe mantenerse limpio.

Flotador conectado magnéticamente

Consiste simplemente en un flotador que desliza exteriormente a lo largo de un tubo de guía sellado, ubicado verticalmente en el exterior de un tanque. En el interior del tubo se encuentra una pieza magnética o un imán, suspendida por medio de una cinta o cable, sigue al flotador en su movimiento y mediante el cable y un juego de poleas arrastra el índice de un instrumento situado en la parte superior del tanque. Éste puede ser un transmisor neumático o eléctrico.
El color de las medidas en el anverso y reverso de dicho instrumento pueden variar dependiendo al nivel alto o bajo de fluido. Éste instrumentoposee interruptores de alarma y transmisores incorporados.

Flotador conectado hidráulicamente

Éste actúa en su movimiento sobre un fuelle de tal modo, que varía la presión de un circuito hidráulico y señala a distancia, en el receptor, el nivel correspondiente. Permite distancias de transmisión de hasta 75 metros y puede emplearse en tanques cerrados. Éste instrumento posee partes móviles dentro del tanque, lo cual lo hace un poco complicado para su instalación y calibración.

Desplazadores

Éste instrumento mide el nivel aprovechando el empuje producido por el propio líquido.
Precisamente los desplazadores consisten en un flotador sumergido parcialmente en el líquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsión unido fuertemente al tanque. En el interior del tubo y en su extremo libre se encuentra una varilla que transmite el movimiento de giro a un transmisor exterior al tanque.
Éste elemento se basa en el principio de Arquímedes, el cual establece que un cuerpo sumergido en un líquido será empujado hacia arriba por una fuerza igual al peso del líquido que él desplaza.
Los desplazadores se diferencian de los flotadores, debido a que en lugar de flotar sobre la superficie del líquido, están soportados por brazos que les permiten muy poco movimiento vertical a medida que el nivel cambia.
Los sensores del desplazador pueden ser instalados directamente sobre el recipiente, o en forma lateral utilizando una jaula o cámara dentro de la cual se coloca el desplazador. Esta jaula se conecta, pormedio de bridas, al tanque en forma similar como el caso de los flotadores.

Medidores de tipo capacitativo.

Medidores ultrasónicos.

Se basa en la emisión de un impulso ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción del eco del mismo receptor.
Los sensores trabajan a una frecuencia de unos 20 khz. Estas ondas atraviesan con cierto amortiguamiento o reflexión del medio ambiente de gases o vapores y se reflejan en la superficie del sólido o del líquido. El retardo en la capacitación depende del nivel del tanque. El instrumento puede incluir un sensor de temperatura para compensar los cambios en la temperatura del aire.
El sensor emisor dispone de un oscilador para enviar un impulso ultrasónico a la superficie del fluido y el sensor receptor capta la señal reflejada enviando una señal en función del tiempo transcurrido, del nivel, a un oscilógrafo o a un indicador.
La utilización de una computadora permite, a través de un programa, guardar el perfil ultrasónico del nivel, y así tener en cuenta las características particulares de la superficie del líquido, tal como la espuma o el fluido que esté almacenado, con lo cual se mejora la precisión de la medida. A demás, el computador facilita la conversión del nivel a volumen del tanque para usos de inventario y proporciona características de autocomprobación del instrumento.
La precisión de estos instrumentos es de ± 1 a 3 %. Son adecuados para todos los tipos de tanques y de líquidos o fangos, pudiendo construirse a prueba de explosión. Presentanel inconveniente de ser sensibles a la densidad de los fluidos y de dar señales erróneas cuando la superficie del nivel del líquido no es nítida como es el caso de un líquido que forme espuma, ya que se producen falsos ecos de los ultrasonidos.

Tipos de sensores ultrasónicos

• Axial
• Rayo cruzado
• Sección transversal de tubería
• Sección longitudinal de tuberías
• De rayo bidireccional
• De rayo reflejado


Sensor transmisor ultrasónico

Medidores fotoeléctricos.

La detección del nivel está basada en el cambio de refracción que ocurre cuando el extremo cónico de un conductor lumínico de cuarzo es sumergido en el líquido. La luz infrarroja desde un diodo emisor de luz (L) pasa a través de un conductor de luz (Q) y es reflectado por su extremo cónico si está rodeado de aire, gas, o vapor. La luz reflectada es detectada por un fototransistor (P).
Cuando el conductor de luz es sumergido en el líquido, la refracción en el extremo cambia y la luz es dispersada en el líquido. De esta forma, el fotorreceptor (P), no recibe luz produciéndose un cambio en la resistencia del circuito, la cual es utilizada para dar una señal del nivel.
Estos sensores son capaces de operar en casi todos los líquidos. La medición no es afectada por cambios en la viscosidad, densidad, conductividad o color. Se utilizan en tanques de almacenamiento a baja presión, tanques de buques con petróleo, químicos, gases licuados, tanques de combustible, etc.

Medidores de radiación.

Es un emisor de rayos gamma montadoverticalmente en un lado del tanque y con un contador Geiger que transforma la radiación gamma recibida en una señal eléctrica de corriente continua. La transmisión de los rayos es inversamente proporcional a la masa del líquido en el tanque, por lo tanto, la radiación captada por el receptor es inversamente proporcional al nivel del líquido ya que el material absorbe parte de la energía emitida.
Los sensores de nivel de tipo radioactivo pueden ser utilizados para medir niveles límites o nivel continuo. Pueden ser utilizados para detectar el nivel de casi cualquier líquido, sólido o material viscoso almacenado en un recipiente. Todos los elementos del sensor son externos al recipiente; de modo que la presión, el vacío, la temperatura, o materiales altamente viscosos, corrosivos, abrasivos o muy pesados; no afectan al sistema de medición.
El material radioactivo del sensor está contenido en una doble cápsula de acero inoxidable soldada, de modo que en ningún caso hay peligro de que pueda escapar dicho material. Debido a que el material radioactivo irradia en todas las direcciones, se le coloca en el interior de un cabezal protector que permite la salida de radiación por un solo lado, precisamente sólo en la dirección donde está situado el detector.
El sistema se emplea en caso de medida de nivel en tanques de acceso difícil o peligroso. Es ventajoso cuando existen presiones elevadas en el interior del tanque que impiden el empleo de otros sistemas de medición. Sin embargo, el sistema es caro y la instalación no debeofrecer peligro alguno de contaminación radiactiva siendo necesario señalar debidamente las áreas donde están instalados los instrumentos y realizar inspecciones periódicas de seguridad.
Éste instrumento puede trabajar a temperaturas altas hasta unos 1300s C, presionas máximas de 130 bar, en materiales peligrosos o corrosivos, no necesita ninguna abertura o conexión a través del tanque y admite control neumático o electrónico. Este sistema tiene un costo alto y se necesita periódicamente una supervisión de seguridad. No debe utilizarse en objetos que los afecte la radioactividad.

Medición de Flujo

Definición de Flujo

Es el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo; menos frecuente es el flujo másico o masa que pasa por un área en la unidad tiempo.

Medidas De Flujo

En gran parte de los procesos industriales, en laboratorios y en plantas pilotos es muy importante la medición de flujos de líquidos y gases. Existen dos tipos de medidores, los volumétricos que determinan el flujo en el volumen, y los de masa que determinan el flujo másico.

Medidores volumétricos:

Estos determinan el flujo en volumen de fluido, bien sea directamente (desplazamiento) o indirectamente por deducción o inferencia (presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida, torbellino).
Hay que señalar que la medida de flujo volumétrico en la industria se lleva a cabo principalmente con elementos que dan lugar a una presión diferencial al paso del fluido. Entreestos elementos se encuentran la placa orificio o diafragma, la tobera, el tubo Venturi, el tubo Pitot y el tubo Annubar.

Instrumentación de presión diferencial:

Los elementos de presión diferencial se basan en la diferencia de presiones provocada por un estrechamiento en la tubería por donde circula el fluido (líquido, gas o vapor). La presión situada inmediatamente aguas arribas y aguas abajo del mismo, o bien a una corta distancia. Su valor es mayor que la perdida de carga real que el sistema de bombeo del fluido debe compensar.

Placas de Orificio

La placa de orificio consiste en una placa perforada que se instala en la tubería, el orificio que posee es una abertura cilíndrica o prismática a través de la cual fluye el fluido. El orificio es normalizado, la característica de este borde es que el chorro que éste genera no toca en su salida de nuevo la pared del orificio. El caudal se puede determinar por medio de las lecturas de presión diferenciales. Dos tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa captan esta presión diferencial.

La placa concéntrica sirve para líquidos.

Excéntrica para los gases donde los cambios de presión implican condensación. Cuando los fluidos contienen un alto porcentaje de gases disueltos.

Segmentada, partículas en suspensión implican turbulencias que limpiarán (para que no se aglomeren partículas) el lado de alta presión evitando errores en la medición.

Con el fin de evitar arrastres de sólidos o gases que pueda llevar el fluido, la placaincorpora como se menciona anteriormente un orificio de purga. Entre los diversos perfiles de orificio que se utilizan. Se pueden destacar los siguientes: de cantos vivos, de cuarto de círculo y de entrada cónica.

El uso de la placa de orificio es inadecuado en la medición de fluidos con sólidos en suspensión pues estas partículas se pueden acumular en la entrada de la placa., el comportamiento en su uso con fluidos viscosos es errático pues la placa se calcula para una temperatura y una viscosidad dada y produce las mayores pérdidas de presión en comparación con los otros elementos primarios.

La idea básica de un orificio es reducir el área de paso del fluido para aumentar su velocidad y producir una caída de presión equivalente al cambio de velocidad, de manera que se pueda calcular el flujo másico. En general se utiliza la misma ecuación que en el venturímetro y las toberas, pero el coeficiente de orificio es distinto que el del venturímetro.

Otra situación que varía en los orificios es la colocación de las entradas para el tubo en U, existen cinco tipos fundamentales, los cuales son:

1. Tomas en las esquinas: Estas son tomas agujeradas directamente en la tubería, de modo que quedan a ras del tubo. La colocación de estas tomas es lo más cerca de ambos lados del orificio.
2. Tomas radiales: Se llaman así a las tomas en que se coloca una aguas arriba del orificio a una distancia de un diámetro y la otra aguas abajo a una distancia de un radio del orificio.
3. Tomas de tubo: Estas seencuentran a 2 œ diámetros de tubo aguas arriba del orificio y 8 diámetros aguas abajo.
4. Tomas de pulgada: Se toman a una distancia de una pulgada arriba y una pulgada abajo.
5. Tomas a vena contracta: Aguas arriba se coloca a una distancia entre œ a 2 diámetros y aguas abajo en el punto de menor presión.

En general, los orificios se colocan concéntricamente dentro del tubo, no obstante, para medición de gases, se suelen utilizar orificios seccionales u orificios excéntricos. Es decir, que los orificios no siempre se deben colocar al centro de la tubería. En general estas disposiciones se utilizan si el líquido está sucio y puede dar lugar al ensuciamiento, entonces se realiza el orificio en la parte inferior para evitar la acumulación de sólidos que se puedan encontrar en suspensión.

La placa de orificio es uno de los dispositivos de medición más antiguos, fue diseñado para usarse en gases, no obstante se ha aplicado ampliamente y con gran éxito para medir el gasto de agua en tuberías.

Tubo de Venturi
El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal.

Las dimensionesdel Tubo de Venturi para medición de caudales, tal como las estableció Clemens Herschel, la entrada es una tubería corta recta del mismo diámetro que la tubería a la cual va unida.

El cono de entrada, que forma el ángulo a1, conduce por una curva suave a la garganta de diámetro d1. Un largo cono divergente, que tiene un ángulo a2, restaura la presión y hace expansionar el fluido al pleno diámetro de la tubería. El diámetro de la garganta varía desde un tercio a tres cuartos del diámetro de la tubería.

La presión que precede al cono de entrada se transmite a través de múltiples aberturas a una abertura anular llamada anillo piezométrico. De modo análogo, la presión en la garganta se transmite a otro anillo piezométrico. Una sola línea de presión sale de cada anillo y se conecta con un manómetro o registrador. En algunos diseños los anillos piezométricos se sustituyen por sencillas uniones de presión que conducen a la tubería de entrada y a la garganta.

Deduciendo se puede decir que un Tubo de Venturi típico consta, como ya se dijo anteriormente, de una admisión cilíndrica, un cono convergente, una garganta y un cono divergente. La entrada convergente tiene un ángulo incluido de alrededor de 21s, y el cono divergente de 7s a 8s.

La finalidad del cono divergente es reducir la pérdida global de presión en el medidor; su eliminación no tendrá efecto sobre el coeficiente de descarga. La presión se detecta a través de una serie de agujeros en la admisión y la garganta; estos agujeros conducen a una cámaraangular, y las dos cámaras están conectadas a un sensor de diferencial de presión.

Funcionamiento De Un Tubo De Venturi

En el Tubo de Venturi el flujo desde la tubería principal en la sección 1 se hace acelerar a través de la sección angosta llamada garganta, donde disminuye la presión del fluido. Después se expande el flujo a través de la porción divergente al mismo diámetro que la tubería principal. En la pared de la tubería en la sección 1 y en la pared de la garganta, a la cual llamaremos sección 2, se encuentran ubicados ramificadores de presión. Estos se encuentran unidos a los dos lados de un manómetro diferencial de tal forma que la deflexión h es una indicación de la diferencia de presión p1 – p2. Por supuesto, pueden utilizarse otros tipos de medidores de presión diferencial.

Tubo De Pitot

Generalidades:

El tubo de Pitot es quizá la forma más antigua de medir la presión diferencial y también conocer la velocidad de circulación de un fluido en una tubería. Consiste en un pequeño tubo con la entrada orientada en contra del sentido de la corriente del fluido. La velocidad del fluido en la entrada del tubo se hace nula, al ser un punto de estancamiento, convirtiendo su energía cinética en energía de presión, lo que da lugar a un aumento de presión dentro del tubo de Pitot.
Los tubos de Pitot son instrumentos sencillos, económicos y disponibles en un amplio margen de tamaños. Si se utilizan adecuadamente pueden conseguirse precisiones moderadas y, aunque su uso habitual sea para la medida de lavelocidad del aire, se usan también, con la ayuda de una técnica de integración, para indicar el caudal total en grandes conductos y, prácticamente, con cualquier fluido.

Características:
 Mide la velocidad en un punto.

 Sus ventajas son la escasa caída de presión y bajo precio, siendo por ello una buena elección para tuberías de gran diámetro y para gases limpios.

 Consiste en un tubo de pequeño diámetro que se opone al flujo, con lo que la velocidad en su extremo mojado es nula.

Funcionamiento

El orificio del tubo de Pitot toma la presión total y la conduce a la conexión (a) en la sonda de presión. La presión estática pura se toma desde una parte lateral y se conduce a la conexión (b). La presión diferencial resultante es una presión dinámica que depende de la velocidad y que es analizada e indicada.

Fórmula
Una vez obtenido la diferencia de presiones, y calculado de la velocidad del fluido según la fórmula que utiliza el tubo de Pitot, es posible a través de la ecuación de Bernoulli determinar el caudal total que pasa a través del fluido.

Medidor rotativo.

Este tipo de instrumento tiene válvulas rotativas que giran excéntricamente rozando con las paredes de una cámara circular y transportan el líquido en forma incremental de la entrada a la salida. Se emplean mucho en industria petroquímica para la medida de crudos y gasolina.

Hay varios tipos de medidores rotativos, siendo los más empleados, los cicloidales, los de dos rotores (birrotor) y los ovales.

Los cicloidales: Contienedos lóbulos del tipo Root engranados entre sí que giran en direcciones opuestas manteniendo una posición relativa fija y desplazando un volumen fijo de fluido líquido o gas en cada revolución.

El birrotor: Consiste en dos rotores sin contacto mecánicos entres sí que giran como únicos elementos móviles en la cámara de medida. La relación de giro mutuo se mantiene gracias a un conjunto de engranajes helicoidales totalmente cerrados y sin contacto con el líquido.

Los ovales: Disponen de dos ruedas ovales que engranan entre si y tienen un movimiento de giro debido a la presión diferencial creada por el líquido.

Medidor de Pistón Oscilante o de Váiven

Se compone de una cámara de medida cilíndrica con una placa divisora que separa los orificios de entrada y salida. La única parte móvil es un pistón cilíndrico que oscila suavemente en un movimiento circular entre las dos caras planas de la cámara, y que está provisto de una ranura que desliza en la placa divisora fija que hace de guía el movimiento oscilante. El eje del pistón al girar transmite su movimiento a un tren de engranaje y a un contador.

Rotámetro

Es un medidor de caudal en tuberías de área variable, en los cuales cambia su posición dentro de un tubo vertical ligeramente cónico, proporcional el flujo del fluido. 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 losuficientemente 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. La fuerza de arrastré del fluido y la fuerza de empuje del fluido sobre el flotador, el caudal depende del peso especifico del liquido, de su viscosidad y de los valores de la sección interior del tubo, ya que en la misma cambia según sea el punto de equilibrio del flotador.

Especificaciones del rotámetro:

Tamaños: de 6 a 75mm.
Caudales: hasta 45.00L/h, Agua, hasta 8000Nm³/h aire.
Presión Máxima: 200s c.
Precisión: ± 2% (industrial).
Incertidumbre: 0.5%.
La unidad de lectura vendrá especificada en la unidad de preferencia del usuario (lts/h, g/min, m³/h, lbm/min, etc.), es decir, lectura directa de caudal.

Tipos de Rotámetro

• Los rotámetros armados con indicación magnética: Incorporan un tubo metálico que no permite la lectura directa del caudal, por lo cual precisan pues de indicación o de transmisor.
• Los rotámetros con transmisores neumáticos: consiste en una leva que sigue magnéticamente el movimiento del flotador y que se encuentra situada entre dos toberas neumática. Estas toberas forman parte de un transmisor de equilibrio.
• Los rotámetros con transductores eléctricos: Pueden ser potenciométrico o de puente de impedancia. Ambos disponen de una varilla que sigue magnéticamente el movimiento del flotador dentro del tubo y que acciona un potenciómetro, en el primero y un transformador diferencial de núcleo móvil,el segundo.
• El transmisor análogo/digital: Es hibrido utilizando el protocolo HART, lo que le permite la señal análoga de 4 – 20mA.c.c y la señal digital con el protocolo con HART por el mismo par de hilos de transmisor electro analógico. El transmisor puede programarse mediante un comunicador portátil alarmas de alto y bajo caudal.

Medidor Vortex

Una obstrucción chata colocada en la corriente del flujo provoca la creación de vórtices y se derrama del cuerpo a una frecuencia que es proporcional a la velocidad del flujo. Un sensor en el fluxómetro detecta los vórtices y genera una indicación en la lectura del dispositivo medidor.

La forma del cuerpo chato, también llamada elemento de derramamiento de vórtice, puede variar de fabricante a fabricante. Conforme el flujo se aproxima a la cara frontal del elemento de derramamiento, este se divide en dos corrientes. El fluido cerca del cuerpo tiene una velocidad baja en relación con la correspondiente en las líneas de corrientes principales.

La diferencia en velocidad provoca que se generen capas de corte las cuales eventualmente se rompen en vórtices en forma alternada sobre los dos lados del elemento de derramamiento. La frecuencia de los vórtices creados es directamente proporcional a la velocidad del flujo y, por lo tanto, a la frecuencia del flujo del volumen.
Unos sensores colocados dentro del medidor detectan las variaciones de presión alrededor de los vórtices y generan una señal de voltaje que varia a la misma frecuencia que la dederramamiento del vórtice. La señal de salida es tanto un cadena de pulsos de voltaje como una señal analógica de cd (corriente directa). Los sistemas de instrumentación estándar con frecuencia utilizan una señal analógica que varía desde 4 hasta 20 mA cd (miliamperes de cd). Para la salida de pulso el fabricante proporciona un fluxómetro de factor-K que indica los pulsos por unidad de volumen a través del medidor.

Los medidores de vórtice pueden utilizarse en una amplia variedad de fluidos incluyendo líquidos sucios y limpios, así como gases y vapor.

Medidores Ultrasónicos

La técnica ultrasónica de medida del flujo de volumen es, como los medidores electromagnéticos, un método no invasivo. No está restringido para fluidos conductores, aunque son particularmente usados para medir fluidos corrosivos y con sedimentos.

Una ventaja con respecto a los electromagnéticos es que los ultrasónicos están sujetos externamente a la tubería y los electromagnéticos deben formar una pieza integral. El proceso de insertar un instrumento de medida en una tubería puede llegar a ser tan costoso como el propio instrumento, el medidor ultrasónico tiene enormes ventajas en su coste.

Su modo de operación externa ha significado ventajas de seguridad como por ejemplo evitar que los que instalan estos medidores tengan que ponerse en contacto con peligrosos fluidos como venenos, radiactivos, inflamables o explosivos.

Un cuidado particular hay que tener es asegurar un perfil de flujo estable en mediciones ultrasónicas. Es comúnincrementar las especificaciones normales de los mínimos tramos rectos antes del punto a medir, expresadas con relación al diámetro de la tubería de 10 a 20 veces, o en algunos casos de 5 veces el diámetro. Un análisis de las razones de los pobres cumplimientos en muchos casos de medidas ultrasónicas, muestra que el no cumplimiento de este requerimiento es un factor significante.

- Medidores ultrasónicos por impulsos

Son los más precisos y se utilizan preferentemente con líquidos limpios, aunque algunos tipos permiten medidas de líquidos con cierto contenido de partículas y gas. El método diferencial de medida por tiempo de tránsito, se basa en un sencillo hecho físico. Si imaginamos dos canoas atravesando un río sobre una misma línea diagonal, una en el sentido del flujo y la otra en contra del flujo, la canoa que se desplaza en el sentido del flujo necesitará menos tiempo para alcanzar su objetivo.
Las ondas ultrasonoras se comportan exactamente de la misma forma.

-Medidores ultrasónicos utilizando el efecto Doppler

El efecto Doppler puede entenderse fácilmente si se considera el cambio que se produce en la frecuencia cuando un tren se mueve hacia un observador con su bocina sonando. Cuando el tren se acerca, la bocina es percibida por el observador con una graduación de tono más alta, ya que la velocidad del tren da lugar a que las ondas sonoras sean más próximas que si el tren estuviera parado. De igual manera, si el tren se aleja aumenta el espaciamiento, dando como resultado una graduación detono o frecuencia más baja.

Medidores De Turbina

Los medidores para gas y para líquido funcionan bajo el mismo principio. Consta de una longitud de tubería en el centro de la cual hay un rotor de paletas múltiple, montado sobre cojinetes, para que pueda girar con facilidad, y soportadas aguas arriba y aguas abajo por un dispositivo de centrado tipo cruceta que, habitualmente, incorpora un enderezador de la vena fluida.

La energía cinética del fluido circulando hace girar el rotor con una velocidad angular que, en el margen lineal del medidor, es proporcional a la velocidad media axial del fluido, y por lo tanto, al caudal volumétrico.

El caudal entonces está dado por:

n k Q × = donde n es el número de pulsos por unidad de tiempo y k es una constante del medidor (dependiente del diseño y tamaño del medidor, del diámetro de la tubería y del número de paletas).

Medidores De Caudal Electromagnéticos

Utiliza el mismo principio básico que el electromagnetismo, es decir, cuando un conductor se mueve a través de un campo magnético se genera una fuerza electromotriz en el conductor, siendo su magnitud directamente proporcional a la velocidad media del conductor en movimiento. Si el conductor es una sección de un líquido conductor circulando por un tubo aislado eléctricamente, a través de un campo magnético y se montan los electrodos diametralmente opuestos en la pared de la tubería, la fuerza electromotriz generada a través de los electrodos es directamente proporcional a la velocidad media delfluido.

Su principio de medida está basado en la Ley de Faraday, la cual expresa que al pasar un fluido conductivo a través de un campo magnético, se produce una fuerza electromagnética (F.E.M.), directamente proporcional a la velocidad del mismo, de donde se puede deducir también el caudal.

Está formado por un tubo, revestido interiormente con material aislante. Sobre dos puntos diametralmente opuestos de la superficie interna se colocan dos electrodos metálicos, entre los cuales se genera la señal eléctrica de medida. En la parte externa se colocan los dispositivos para generar el campo magnético, y todo se recubre de una protección externa, con diversos grados de seguridad.

El flujo completamente sin obstrucciones es una de las ventajas de este medidor. El fluido debe ser ligeramente conductor debido a que el medidor opera bajo el principio de que cuando un conductor en movimiento corta un campo magnético, se induce un voltaje.

Los componentes principales incluyen un tubo con un material no conductor, dos bobinas electromagnéticas y dos electrodos, alejados uno del otro, montados a 180° en la pared del tubo. Los electrodos detectan el voltaje generado en el fluido. Puesto que le voltaje generado es directamente proporcional a la velocidad del fluido, una mayor velocidad de flujo genera un voltaje mayor. Su salida es completamente independiente de la temperatura, viscosidad, gravedad específica o turbulencia. Los tamaños existentes en el mercado van desde 5 mm hasta varios metros de diámetro.Desplazamiento Positivo

Los medidores de desplazamiento positivo miden el caudal contando o integrando volúmenes separados del líquido. Las partes mecánicas del instrumento se mueven aprovechando la energía del fluido y dan lugar a una pérdida de cargar.

Características de comportamiento de los medidores de desplazamiento positivo

Como todos los dispositivos mecánicos complicados, los medidores de desplazamiento presentan resistencia a la fricción, la cual tiene que ser vencida por el fluido circulando. Para caudales muy bajos, el fluido no tiene energía cinética suficiente para hacer girar el rotor frente a esta fricción, que además incluye, en la mayoría de los medidores de desplazamiento, la resistencia ofrecida por el mecanismo articulado del contador, por lo que el fluido se desliza lentamente entre los componentes del medidor y la cámara, sin producir movimiento del rotor o pistón.

Existen tres tipos básicos de medidores:

• Disco oscilante.
• Pistón oscilante.
• Pistón alternativo.

Medidor de disco oscilante.

El instrumento dispone de una cámara circular con un disco plano móvil dotado de una ranura en la que esta intercalada una placa fija. Esta placa separada la entrada de la salida e impide el giro del disco durante el paso del fluido. La cara baja del disco está siempre en contacto con la parte inferior de la cámara en el lado opuesto, de modo que la cámara queda dividida en comportamientos móviles separados de volumen conocido.

Cuando pasa el flujo, el disco toma un movimientoparecido al de un trompo caído de modo que cada punto de su circunferencia exterior sube y baja alternativamente estableciendo contacto con las paredes de la cámara desde su parte inferior a la superficie. Este movimiento de balanceo se transmite mediante el eje del disco a un tren de engranaje. Empleado originalmente en aplicaciones domesticas para aguas, se utiliza industrialmente en la medición de caudales de agua fría, agua calenté, aceite y líquidos alimenticios.

Medidor de pistón oscilante.

El instrumento se compone de una cámara de medidas cilíndricas con una placa divisora que separa los orificios de entrada y salida. La única parte móvil es un pistón cilíndrico que oscila suavemente en un movimiento circular entre las dos caras planas de la cámara, y que está provisto de una ranura que desliza en la placa divisora fija que hace de guía del movimiento oscilante. El eje del pistón al girar transmite su movimiento a un tren de engranaje y a un contador.

Medidor de pistón alternativo.

Es el más antiguo de los medidores del desplazamiento positivo. El instrumento se fabrica en muchas formas: de varios pistones, pistones de doble acción, válvula rotativa, válvulas deslizantes, horizontales. Estos instrumentos se has empleado mucho en la industria petroquímica.

Boquilla de flujo

La forma de una boquilla esta no está inclinada para partículas sólidas o burbujas de gas y no está restringida por adherirse las partículas, por lo que, en este aspecto, es superior a la placade orificio. Su vida del funcionamiento útil también es mayor porque no se desgasta. Estos factores contribuyen a dar al instrumento una mayor exactitud de medida. Sin embargo, como la fabricación de una boquilla de flujo es más compleja que la de la placa de orificio, es también más costosa. En términos de pérdidas permanentes de presión es similar a la placa de orificio. Una aplicación típica de la boquilla de flujo es la medida de flujo de vapor.

El flujo contraído pasa a través del orificio, aumentado la pérdida de presión.
El flujo principal continúa en la forma de un chorro y contrayéndose (Vena Contracta) mientras la presión continúa cayendo. La mínima presión en el sistema ocurre a cierta distancia aguas abajo del orificio. Detrás del orificio, pero fuera de la vena contracta el flujo forma un patrón complejo de remolinos los cuales son la principal causa de la pérdida de presión por fricción. Ploss es típicamente igual a 50%-100% de DP.

Medidores de Aspas Rotatorias

El medidor consiste de un sistema de cilindro y pistón duales, donde los pistones están conectados por un eje central tal como se muestra en a figura. Una válvula deslizante montada sobre el eje, controla los puertos de entrada y salida de flujo y también puede operar un mecanismo contador. En la práctica los medidores de pistón reciprocarte pueden tener dos o cuatro pistones operando sobre un brazo central de manivela el cual abre y cierra lasválvulas de entrada y escape en puntos apropiados de la carrera del pistón. Debido a la presión del fluido, el pistón se mueve en forma reciprocarte pasando el líquido alternativamente a través de cada extremo desde el puerto de entrada al puerto de salida.

Medición de Temperatura
Termómetros de Bulbos

Es un tipo especial de higrómetro, conocido como psicrómetro, consiste en dos termómetros: uno mide la temperatura con el bulbo seco y el otro con el bulbo húmedo. Un dispositivo más reciente para medir la humedad se basa en el hecho de que ciertas sustancias experimentan cambios en su resistencia eléctrica en función de los cambios de humedad. Los instrumentos que hacen uso de este principio suelen usarse en la radiosonda o rawisonde, dispositivo empleado para el sondeo atmosférico a grandes altitudes.

Su bulbo relativamente grande en la parte más baja del termómetro contiene la mayor cantidad del liquido el cual se expande cuando se caliente y sube por el tubo capilar en el cual está grabada una escala apropiada con marcas, en la parte superior del tubo capilar se coloca en case de que el margen de temperatura del termómetro se exceda de manera inadvertida. los líquidos más usados son el alcohol y el mercurio. El alcohol tiene la ventaja de poseer un coeficiente de expansión más alto que el del mercurio pero está limitado a mediciones de baja temperatura debido a que tiende a hervir a temperaturas altas. El mercurio no puede usarse debajo de su punto de congelación de -38.78°F (-37.8°C). El tamaño del capilardepende del tamaño del bulbo sensor, el líquido y los márgenes de temperatura deseados para los termómetros.
Por lo general, los termómetros de mercurio en vidrio se aplican hasta 600°F (315°C); pero su alcance puede extenderse a 1000°F (338°C) llenando el espacio sobre el mercurio común gas como el nitrógeno. Esto aumenta la presión en el mercurio, eleva su punto de ebullición y permite; por lo tanto, el uso de termómetro a temperaturas más altas.
Un termómetro de bulbo es el tipo de termómetro que generalmente se utiliza para medir la temperatura de una sustancia u objeto. El bulbo en el que se encuentra contenido el mercurio está —en ciertas clases de estos termómetros— diseñado de color negro metálico para absorber la mayor radiación posible de la sustancia que está siendo medida, que es lo que se tiene como propósito al tomar la temperatura de un objeto.

Termómetro de Bulbo Húmedo

El termómetro de bulbo húmedo es un termómetro de mercurio que tiene el bulbo envuelto en un paño de algodón empapado de agua. Al proporcionarle una corriente de aire, el agua se evapora más o menos rápidamente dependiendo de la humedad relativa del ambiente, enfriándose más cuanto menor sea ésta, debido al calor latente de evaporación del agua.
Se emplea para valorar el influjo de la humedad ambiente sobre la comodidad de los usuarios de locales.
La corriente de aire puede darse mediante un pequeño ventilador o poniendo el termómetro en una especie de carraca para darle vueltas.

Termocuplas:

Termocuplas de resistenciade temperatura (RTDŽS)

El detector de temperatura de resistencia (RTD) se basa en el principio según el cual la resistencia de todos los metales depende de la temperatura. La elección del platino en los RTD de la máxima calidad permite realizar medidas más exactas y estables hasta una temperatura de aproximadamente 500 sC. Los RTD más económicos utilizan níquel o aleaciones de níquel, pero no son tan estables ni lineales como los que emplean platino.

En cuanto a las desventajas, el platino encarece los RTD, y otro inconveniente es el autocalentamiento. Para medir la resistencia hay que aplicar una corriente, que, por supuesto, produce una cantidad de calor que distorsiona los resultados de la medida.

Una tercera desventaja, que afecta al uso de este dispositivo para medir la temperatura, es la resistencia de los RTD. Al ser tan baja, la resistencia de los hilos conductores que conectan el RTD puede provocar errores importantes. En la denominada técnica de dos hilos, la resistencia se mide en los terminales del sistema de adquisición de datos, por lo que la resistencia de los hilos forma parte de la cantidad desconocida que se pretende medir. Por el contrario, la técnica de cuatro hilos mide la resistencia en los terminales del RTD, con lo cual la resistencia de los hilos queda eliminada de la medida. La contrapartida es que se necesita el doble de cables y el doble de canales de adquisición de datos. (La técnica de tres hilos ofrece una solución intermedia que elimina un cable, pero no es tan precisa.)Principios Básicos de Operación

- Se fundamentan en la variación que experimenta la resistencia de los metales con la temperatura. Siendo esta variación aproximadamente lineal con la temperatura.
- Uno de los metales más usado para este tipo de detector es el platino (Pt-100), el cual se caracteriza por presentar una resistencia de 100  a 0oC.
- La relación entre resistencia y temperatura viene dada por la relación:

RT = R0[1 + At + Bt2 + C(t – 100)3]


Estándar Coeficiente de Temperatura (ït) A B C*
DIN 43760
American
ITS-90 0.003850
0.003911
0.003926 3.9080 x 10-3
3.9692 x 10-3
3.9848 x 10-3 -5.8019 x 10-7
-5.8495 x 10-7
-5.870 x 10-7 -4.2735 x 10-12
-4.2325 x 10-12
-4.0000 x 10-12





Variación de la resistencia con la temperatura.

La expresión lineal aproximada viene dada por la ecuación:
RT = R0 (1 + ïtT)
Donde ït recibe el nombre de coeficiente de temperatura y tiene un valor para la resistencia de platino ït = 0.003911 0C-1.

Características de los RTDs

- Tienen un alcance de medición hasta 800 0C.
- Son muy estables.
- Son muy exactas.
- Están estandarizadas entre fabricantes.
- Son costosas.
- Requieren de alimentación.
- Tienen baja sensibilidad.
- Presentan autocalentamiento.
- Son lentas a los cambios.

Termistores

Los Termistores son semiconductores electrónicos con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado y que presentan una curva característica linealtensión-corriente siempre que la temperatura se mantenga constante.
La relación entre la resistencia y la temperatura viene dada por la expresión.


En la que:
Rt= Resistencia en ohmios a la temperatura absoluta Tt.
R0= Resistencia en ohmios a la temperatura absoluta de referencia T0.
b = constante dentro de un intervalo moderado de temperaturas.

Hay que señalar que para obtener una buena estabilidad en los termistores es necesario envejecerlos adecuadamente.

Los termistores de conectan a puentes de Wheatstone convencionales o a otros circuitos de medida de resistencia. En intervalos amplios de temperatura, los termistores tienen características no lineales. Al tener un alto coeficiente de temperatura poseen una mayor sensibilidad que las sondas de resistencia estudiadas y permiten incluso intervalos de medida de 1°C (span). Son de pequeño tamaño y su tiempo de respuesta depende de la capacidad térmica y de la masa del termistor variando de fracciones variando de fracciones de segundo a minutos.
La distancia entre el termistor y el instrumento de medida puede ser considerable siempre que el elemento posea una alta resistencia comparada con la de los cables de unión. La corriente que circula por el termistor a través del circuito de medida debe ser baja para garantizar que la variación de resistencia del elemento sea debida exclusivamente a los cambios de temperaturas del proceso.
Los termistores encuentran su principal aplicación en la compensación de temperatura, como temporizadores y como elementos sensibles envacuómetros.

Los termistores, que son detectores resistivos fabricados normalmente de semiconductores cerámicos, ofrecen una impedancia mucho más alta que los RTD, por lo que la reducción de los errores provocados por los hilos conductores hace bastante factible el uso de la técnica de dos hilos, que es más sencilla. Su alto rendimiento (un gran cambio de resistencia con un pequeño cambio de temperatura) permite obtener medidas de alta resolución y reduce aún más el impacto de la resistencia de los hilos conductores. Por otra parte, la bajísima masa térmica del termistor minimiza la carga térmica en el dispositivo sometido a prueba.

No obstante, la baja masa térmica también plantea un inconveniente, que es la posibilidad de un mayor autocalentamiento a partir de la fuente de alimentación utilizada en la medida. Otro inconveniente del termistor es su falta de linealidad, que exige un algoritmo de linealización para obtener unos resultados aprovechables.

Principios Básicos de Operación del Termistor

- Resistencia sensible a la temperatura.
- Semiconductor elaborado a base de óxidos de metales.
- Se fabrican Termistores con coeficientes positivos y negativos de temperatura.
- Valores de resistencia de 2252  a 10000  a 25 0C.
- Tienen un alcance hasta 300 0C.
- La relación entre resistencia y temperatura en un autocalentamiento viene dada por:
RT = RToexp[(1/T – 1/To)]

Donde T es la temperatura en °K, To la temperatura de referencia en °K y  es el coeficiente de temperatura del material. De estaautocalentamiento se puede notar la caída fuerte de la resistencia del autocalentamiento con la temperatura. Una autocalentamiento más exacta está dada por:
1/T = A + B(lnR) + C(lnR)3
Donde A, B y C son constantes empíricas determinadas a partir de la curva R vs T tomando tres pares de valores y resolviendo un sistema de tres autocalentamiento con tres incógnitas.

Tabla



Características del Termistor

- Son muy exactos.
- Son estables.
- Alta resistencia y sensibilidad.
- Baja masa térmica, mayor velocidad de respuesta que los RTDs.
- Estandarización entre vendedores.
- Requieren de alimentación.
- Presentan autocalentamiento.

Pirómetros de Radiación
Los Pirómetros de radiación se fundan en la ley de Stefan Boltzmann, que dice que la intensidad de energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo, es decir, W=KT4. En la figura se representa el gráfico de la energía radiante de un cuerpo a varias temperaturas en función de la longitud de onda. Desde el punto de vista de medición de temperaturas industriales, las longitudes de onda térmicas abarcan desde 0.1 micras para las radiaciones ultravioletas, hasta 12 micras para las radiaciones infrarrojas.
Los pirómetros de radiación miden, pues, la temperatura de un cuerpo a distancia en función de su radiación. Los instrumento quemiden la temperatura de un cuerpo en función e la radiación luminosa que éste emite, se denominan pirómetros ópticos de radiación parcial o pirómetros ópticos y los que miden la temperatura captando toda o una gran parte de la radiación emitida por el cuerpo, se llaman pirómetros de radiación total.

Pirómetros de Radiación Total

El pirómetro de radiación total está formado por una lente de pyrex, sílice o fluoruro de calcio que concentra la radiación del objeto caliente en una termopila formada por varios termopares de Pt-Pt/Rd de pequeñas dimensiones y montado en serie. La radiación está enfocada incidiendo directamente en las uniones calientes de los termopares.

La f.e.m. que proporciona la termopila depende de la diferencia de temperaturas entre la unión caliente (radiación procedente del objeto enfocado) y la unión fría. Esta última coincide con la de la caja del pirómetro es decir, con la temperatura ambiente. La compensación de esta se lleva a cabo mediante una resistencia de níquel conectada en paralelo con los bornes de conexión del pirómetro.

La compensación descrita se utiliza para temperaturas ambientes máximas de 120°C. A mayores temperaturas se emplean dispositivos de refrigeración por aire o por agua, que disminuyen la temperatura de la caja en unos 10 a 40°C por debajo de la temperatura ambiente. En la medición de bajas temperaturas la compensación se efectúa utilizando además una resistencia termostática adicional que mantiene constante la temperatura de la caja en unos 50°C, valor quees un poco más alto que la temperatura ambiente que pueda encontrarse y suficientemente bajo como para no reducir apreciablemente la diferencia de temperaturas útil.

El pirómetro puede apuntar al objeto bien directamente, bien a través de un tubo de mira abierto (se impide la llegada de radiación de otras fuentes extrañas) o cerrado (medida de temperatura en baños de sales para tratamientos térmicos, hornos).

Amoniaco
El amoníaco es un compuesto químico cuya molécula está compuesta por un átomo de nitrógeno (N) y tres átomos de hidrógeno (H) y cuya fórmula química es NH3.
El nombre de amoníaco deriva del nombre dado a una divinidad egipcia: Amón. Los egipcios preparaban un compuesto, cloruro amónico, a partir de la orina de los animales en un templo dedicado a este Dios. Cuando se llevo a Europa mantuvo ese nombre en recuerdo de la sal de Amón.
Propiedades físico químicas del amoníaco
• Gas incoloro en condiciones normales
• Temperatura de solidificación –77,7sC
• Temperatura normal de ebullición –33,4sC
• Calor latente de vaporización a 0sC 302 kcal/kg
• Presión de vapor a 0sC 4,1 atm.
• Temperatura crítica 132,4sC
• Presión crítica 113atm.
• Densidad del gas (0sC y 1atm.) 0,7714 g/l
Efectos tóxicos
Es tóxico por inhalación (edema pulmonar) y los vapores producen irritación de ojos. Las salpicaduras de amoníaco líquido producen quemaduras y un daño irreparable en los ojos.
Almacenamiento
El amoníaco se puede almacenar en almacenamientos refrigerados a presión atmosférica yaproximadamente –33sC con capacidades de 10000 a 30000 tn (hasta 50000)
También puede almacenarse en esferas o tanques a presión a temperatura ambiente y su presión de vapor con capacidades de hasta 1700 tn.
Por ultimo se utilizan esferas semirefrigeradas a presiones intermedias (4atm) y 0sC estas esferas también tienen capacidades intermedias entre los almacenamientos a temperatura ambiente y los refrigerados.
Síntesis industrial
El NH3 se obtiene exclusivamente por el método denominado Haber-Bosh (Fritz Haber y Carl Bosh recibieron el Premio Nobel de química en los años 1918 y 1931). El proceso consiste en la reacción directa entre el nitrógeno y el hidrógeno gaseosos
N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) ΔHs = -46,2 kj/mol
ΔSs < 0
es una reacción exotérmica por lo que un excesivo aumento de temperatura no favorece la formación de amoníaco
25 sC K = 6,8.105 atm.
450 sC K = 7,8.10-2 atm.
Sin embargo, la velocidad a la que se forma NH3 a temperatura ambiente es casi nula. Es una reacción muy lenta, puesto que tiene una elevada energía de activación, consecuencia de la estabilidad del N2. La solución de Haber al problema fue utilizar un catalizador (óxido de hierro que se reduce a hierro en la atmósfera de H2) y aumentar la presión, ya que esto favorece la formación del producto. Convertir el método de Haber en un proceso de fabricación fue trabajo realizado por Carl Bosh, ingeniero químico de la BASF, quien de este modo consiguió su nobel.
En la práctica las plantas operan a una presión de 100-1000 atm. y a una temperatura de400-600 atm. En el reactor de síntesis se utiliza α-Fe como catalizador (Fe2O3 sobre AlO3 catálisis heterogénea). A pesar de todo, la formación de NH3 es baja con un rendimiento alrededor del 15%. Los gases de salida del reactor pasan por un condensador donde se puede licuar el NH3 separandolo así de los reactivos, los cuales pueden ser nuevamente utilizados.
Los estudios sobre el mecanismo de la reacción indican que la etapa determinante de la velocidad de la reacción es la ruptura de la molécula de N2 y la coordinación a la superficie del catalizador. El otro reactivo, H2, se activa más fácilmente. Se producen una serie de reacciones de inserción entre las especies adsorbidas para producir el NH3.
El catalizador funciona adsorbiendo las moléculas de N2 en la superficie del catalizador debilitando el enlace interatómico N-N; de esta forma se origina N atómico el cual reacciona con átomos de hidrogeno que provienen de la disociación de H2 que también tiene lugar en la superficie metálica.
Horno de síntesis
El comportamiento del acero frente al hidrógeno a altas presión y temperatura es un factor determinante para la construcción de un horno de síntesis.
El hierro a elevadas temperatura y presión es permeable al hidrógeno, que en estas condiciones es capaz de eliminar al carbono con formación de hidrocarburos. Con esto el acero pierde resistencia y después de un cierto tiempo de funcionamiento el horno puede rajarse y explotar. Para impedirlo se construye el horno con hierro dulce pobre en carbono. Esteapenas tiene resistencia a la presión y tampoco puede evitar que el H2 se difunda a través, pero estas dificultades pueden salvarse si se reviste este tubo con un segundo de acero al cromo-níquel , resistente a la presión y se procura simultáneamente que el hidrógeno que se difunda a través del primero se pueda eliminar del espacio entre ambos con facilidad y a baja presión.
Existen numerosos métodos en la síntesis actual del amoniaco, pero todos ellos derivan del proceso Haber-Bosch original. Las modificaciones más importantes están relacionadas con la fuente del gas de síntesis, la diferencia en los procesos de preparación del gas de síntesis y las condiciones de obtención del amoniaco.
La producción de una planta de NH3 ronda las 1500 tn./día.
La fabricación de amoníaco constituye uno de los ejemplos de la industria química pesada.
Materias primas

El 77% de la producción mundial de amoniaco emplea Gas natural como materia prima.
El 85% de la producción mundial de amoniaco emplea procesos de reformado con vapor.
Gas natural Fuel oil pesado Carbón
Consumo de energía 1,0 1,3 1,7
Coste de inversión 1,0 1,4 2,4
Coste de producción 1,0 1,2 1,7
Las previsiones son que el gas natural siga siendo la materia prima principal durante por lo menos los próximos 50 años.

INFORMACION DE LA PLANTA

• Proceso de producción de amoníaco
Método de reformado con vapor
A continuación se explica el proceso de obtención de amoníaco teniendo como referencia el diagrama de flujo de bloques del método de reformado convapor. Este método es el más empleado a nive mundial para la producción de amoniaco.
Se parte del gas natural constituido por una mezcla de hidrocarburos siendo el 90% metano (CH4) para obtener el H2 necesario para la síntesis de NH3.



Desulfuración
Antes del reformado tenemos que eliminar el S que contiene el gas natural, dado que la empresa distribuidora le añade compuestos orgánicos de S para olorizarlo.
R-SH + H2 RH + H2S hidrogenación
H2S + ZnO H2O + ZnS adsorción
Reformado
Una vez adecuado el gas natural se le somete a un reformado catalítico con vapor de agua (craqueo- rupturas de las moléculas de CH4). El gas natural se mezcla con vapor en la proporción (1 : 3,3)-(gas : vapor) y se conduce al proceso de reformado, el cual se lleva a cabo en dos etapas
Reformador primario
El gas junto con el vapor se hace pasar por el interior de los tubos del equipo donde tiene lugar las reacciones siguientes
CH4 + H2O CO + 3H2 ΔH = 206 kj/mol
CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 ΔH = 166 kj/mol
reacciones fuertemente endotérmicas
Estas reacciones se llevan a cabo a 800sC y están catalizadas por óxido de niquel (NiO), así se favorece la formación de H2.

Reformador secundario

El gas de salida del reformador anterior se mezcla con una corriente de aire en este 2s equipo, de esta manera aportamos el N2 necesario para el gas de síntesis estequiométrico N2 + 3H2. Además, tiene lugar la combustión del metano alcanzándose temperaturas superiores a 1000sC.
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O ΔH