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abril 17, 2019

Cuándo debe considerar una alternativa a los medidores de dispersión térmica

La clave para obtener niveles estables de oxígeno disuelto (OD) que apoyen un ciclo biológico óptimo es mantener un control firme de la salida del soplador dentro de los digestores en las plantas de tratamiento de aguas residuales. No obstante, los medidores de flujo de dispersión térmica, que son el tipo de dispositivo que se usa con mayor frecuencia para medir la aireación en el proceso de lodos activados, no siempre son la opción más adecuada.
La clave para obtener niveles estables de oxígeno disuelto (OD) que apoyen un ciclo biológico óptimo es mantener un control firme de la salida del soplador dentro de los digestores en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Al controlar el flujo de aire en los puntos vitales colocando un medidor de flujo en cada sección de aireación, un operador puede detectar un bloqueo o problema del equipo antes de que el nivel de OD descienda a un nivel notable. No obstante, los medidores de flujo de dispersión térmica, que son el tipo de dispositivo que se usa con mayor frecuencia para medir la aireación en el proceso de lodos activados, no siempre son la opción más adecuada.

Los medidores de flujo de dispersión térmica se basan en la transferencia de calor y contienen uno de los dos tipos de sensores de temperatura, que se conocen como detectores de temperatura de resistencia o RTD. El aire que pasa por los RTD produce un efecto de enfriamiento, y posteriormente, el cambio de temperatura resultante se correlaciona con el diámetro de la tubería para ayudar a determinar el flujo.

La desventaja es que la humedad puede acumularse en los RTD y llegar a afectar el rendimiento, pero lo bueno es que los operadores de plantas de aguas residuales tienen varias alternativas a los medidores de dispersión térmica habilitados para los RTD.

Evaluar las posibilidades

Hay varios tipos de tecnología disponibles para modernizar una planta existente o diseñar una instalación nueva. Los medidores de flujo de área variable, que miden la presión en una tubería por medio de un flotador que sube dentro de un tubo, son los más económicos. No obstante, no aportan lecturas precisas.

Los dispositivos mecánicos se basan en lo que es básicamente un molinillo. Por ejemplo, con los medidores de flujo tipo turbina, la energía mecánica del aire que pasa por la turbina causa que rote. La desventaja de los medidores de flujo tipo turbina y de aquellos dispositivos mecánicos similares es que contienen partes móviles, por lo que cualquier acumulación de material que no pertenece al sistema puede hacer que el medidor deje de funcionar.

Los medidores de flujo de vórtice contienen una barra portadora que está montada a lo largo del diámetro de una tubería. La barra portadora crea vórtices, que se miden mediante dos cristales piezoeléctricos iguales. Cuanto más rápido sea el flujo que pasa por la portadora, mayor será la frecuencia de los vórtices. La barra portadora puede compararse con un mástil y los cristales piezoeléctricos son como la bandera. Cuanto más rápido sople el viento alrededor del mástil, más rápido se agitará la bandera con el viento.

El costo de los medidores de vórtice y la dispersión térmica es comparable. Incluso cuando los medidores de vórtice de inserción no encajan perfectamente, es posible completar el montaje de reemplazo con un adaptador.

Los contaminantes en el aire no causan problemas para un medidor de vórtice, ya que no tiene partes que sean sensibles a la humedad o materias que no pertenezcan, por lo cual los problemas de mantenimiento son significativamente menores y funcionan bien en regiones húmedas.

Por el contrario, algunas plantas en áreas muy húmedas enfrentan la difícil tarea de llevar a cabo mantenimiento mensual que conlleva remover y limpiar docenas de medidores de dispersión térmica. Aquellos que han cambiado a medidores de vórtice han eliminado esta gran molestia.

Otra ventaja de los medidores de flujo de vórtice es que son fáciles de intercambiar. Los accesorios suelen ser idénticos cuando se reemplaza un medidor de dispersión térmica por un medidor de vórtice (por lo cual los operadores de la planta simplemente pueden desatornillar el medidor antiguo y atornillar el nuevo). Incluso cuando no hay un accesorio que coincida exactamente, las modificaciones para reemplazar un vórtice es una tarea relativamente fácil.

Los medidores de flujo de vórtice también se pueden usar para medir líquidos y vapor, como el biogás que se crea en un digestor, que tiende a estar sucio y contiene una cantidad significativa de humedad. Esta tarea puede ser desafiante para los medidores de flujo de dispersión térmica.

Los fabricantes de medidores de vórtice ofrecen una extensa variedad de opciones, incluida una versión en línea que está disponible para las tuberías más pequeñas, así como las versiones de inserción, brida y cabezal remoto. Además, en los últimos dos años, la industria de los medidores de vórtice ha logrado que sus productos sean más atractivos al introducir mediciones de presión y temperatura como una opción adicional. También es posible usar los medidores de flujo de vórtice de manera efectiva para medir el gas creado en los vertederos, calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) en edificios de apartamentos y rascacielos, y tuberías de gas natural. 

Cuando se trata de precisión, los medidores de dispersión térmica y de vórtice son casi iguales, y cada uno es susceptible a la turbulencia. No obstante, los medidores de vórtice están menos capacitados para entornos de flujo bajo, ya que los medidores de dispersión térmica pueden alcanzar tasas de flujo un poco más bajas.

Superar las barreras

El control de precisión es clave para mantener las concentraciones adecuadas de OD en los lodos activados, fomentando un proceso biológico óptimo y estable, pero las mejores tecnologías para lograrlo no siempre están en la primera línea.

Si bien en muchas plantas de aguas residuales los medidores de flujo de vórtice u otros podrían proveer una solución más efectiva que los medidores de flujo de dispersión térmica, comúnmente no se consideran ser un reemplazo para las instalaciones existentes. Asimismo, la mayoría de las especificaciones para construcciones nuevas se siguen redactando para los medidores de flujo de dispersión térmica.

Los operadores de plantas y los ingenieros consultores deben analizar cuidadosamente todas las opciones de medidores de flujo antes de optar por el reemplazo del status quo o al diseñar un centro nuevo. Seleccionar la tecnología más adecuada puede mejorar significativamente el rendimiento de la medición y reducir la necesidad de un mantenimiento extenso. 

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