1. 2.2 MEDIDAS DE FLUJO Y/O VELOCIDAD.
En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y en
las efectuadas en laboratorio y en plantas piloto es muy importante la medición de los
caudales de líquidos o de gases.
Pero antes de conocer los distintos tipos de métodos que se utilizan para medir
caudales es importante saber que se entiende por FLUJO.
Definiciones
• Flujo Volumétrico: Representa la variación de volumen por unidad de tiempo
• Flujo Másico: representa la variación de masa por unidad de tiempo.
Existen varios métodos para medir el caudal según sea el tipo de caudal
volumétrico o másico deseado
2.2.1. MEDIDORES VOLUMÉTRICOS
Los medidores volumétricos determinan el flujo en volumen del fluido, bien sea
directamente (desplazamiento), bien indirectamente por deducción (presión diferencial,
área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida, torbellino).
2.2.1.1. Instrumentos de presión diferencial.
La formula de flujo obtenida con los elementos de presión diferencial se basa en
la aplicación del Teorema de Bernoulli a una tubería horizontal. La formula
simplificada es:
H
k
Qv ·
=
en la que H es la diferencia de alturas de presión del fluido o presión diferencial y k es
una constante que depende de los diámetros de la placa y de la tubería, densidad del
fluido, rugosidades de la tubería, etc.
Ventajas:
• Ideal para medición de gases o líquidos viscosos o corrosivos
Desventajas:
• Rango limitado (4:1)
• Se requiere de Transmisor adicional
• La densidad del flujo debe ser conocida o medida.
Los instrumentos más conocidos de este tipo son la placa orificio, tobera, tubo Venturi,
tubo Pitot y tubo Annubar.
TEMARIO

2. ANEXOS:
• Ecuación de la continuidad:
Figura 2.2.1.Flujo por tubería no uniforme.
Consideremos el fluido en una tubería de radio no uniforme. En un intervalo de
tiempo ∆ t el fluido de la tubería inferior se mueve ∆ x1=v1·∆ t. Si S1 es la sección de la
tubería, la masa contenida en la región sombreada de color rojo es
∆ m1 = ρ ·S1·∆ x1 = ρ S1·v1 ∆ t
Análogamente, el fluido que se mueve en la parte más estrecha de la tubería en
un tiempo ∆ t tiene una masa (color azul) de ∆ m2= ρ ·S2·v2 ·∆ t. Debido a que el flujo
es estacionario la masa que atraviesa la sección S1 en el tiempo Dt, tiene que ser igual a
la masa que atraviesa la sección S2 en el mismo intervalo de tiempo. Luego
v1S1 = v2S2
Relación que se denomina ecuación de continuidad.
Si en la figura, el radio del primer tramo de la tubería es el doble que la del
segundo tramo, la velocidad del fluido en el segundo tramo es cuatro veces mayor que
en el primero.
• Ecuación de Bernoulli:
Para este estudio e evaluaran los cambios energéticos que ocurren en la porción
de fluido señalada en color amarillo de la figura 2.2.2, cuando se desplaza a lo largo de
la tubería. En la figura, se señala la situación inicial y se compara la situación final
después de un tiempo ∆t. Durante dicho intervalo de tiempo, la cara posterior S2 se ha
desplazado v2 ·∆t y la cara anterior S1 del elemento de fluido se ha desplazado v1·∆t
hacia la derecha.

3. Figura 2.2.2. Desplazamiento de un fluido por tubería no uniforme.
El elemento de masa ∆m se puede expresar como
∆m =ρ ·S2·v2·∆t=ρ S1 ·v1 ·∆t = ρ ∆V
El elemento ∆m cambia su posición, en el intervalo de tiempo ∆t desde la altura
y1 a la altura y2.
o La variación de energía potencial es ∆Ep=∆mgy2-∆mgy1=ρ ∆V(y2-y1)g
El elemento ∆m cambia su velocidad de v1 a v2,
o La variación de energía cinética es ∆Ek =
El resto del fluido ejerce fuerzas debidas a la presión sobre la porción de fluido
considerado, sobre su cara anterior y sobre su cara posterior F1=p1S1 y F2=p2S2.
La fuerza F1 se desplaza ∆x1=v1∆t. La fuerza y el desplazamiento son del mismo
signo
La fuerza F2 se desplaza ∆x2=v2 ∆t. La fuerza y el desplazamiento son de signos
contrarios.
o El trabajo de las fuerzas exteriores es W=F1 ∆x1- F2 ∆x2=(p1-p2) ∆V
El teorema del trabajo-energía nos dice que el trabajo de las fuerzas exteriores que
actúan sobre un sistema de partículas es igual a la suma de la variación de energía
cinética más la variación de energía potencial
W=∆Ek+∆Ep
Simplificando el término ∆V y reordenando los términos se obtiene la ecuación
de Bernoulli

4. • Efecto Venturi
Figura 2.2.3. Efecto Venturi en tubo horizontal
Un manómetro de tubo en U nos da cuenta de la diferencia de presión entre las
dos ramas de la tubería horizontal de la figura 2.2.3. Cuando el desnivel es cero, la
tubería es horizontal. Se forma entonces, el denominado tubo de Venturi, cuya
aplicación práctica es la medida de la velocidad del fluido en una tubería.
La ecuación de continuidad se escribe:
v1·S1=v2·S2
Que nos dice que la velocidad del fluido en el tramo de la tubería que tiene menor
sección es mayor que la velocidad del fluido en el tramo que tiene mayor sección. Si
S1>S2, se concluye que v1<v2, y la en la ecuación de Bernoulli con y1=y2
Como la velocidad en el tramo de menor sección es mayor, la presión en dicho
tramo es menor.
Si v1<v2 se concluye que p1>p2; el líquido manométrico desciende por el lado
izquierdo y asciende por el derecho.
Se puede obtener las velocidades v1 y v2 en cada tramo de la tubería a partir de la
lectura de la diferencia de presión p1-p2 en el manómetro.

5. a) Placa Orificio o Diafragma
Figura 2.2.4. Placas Orificios.
Consiste en una placa perforada instalada en una tubería. Dos tomas conectadas
en la parte anterior y posterior de la placa, captan esta presión diferencial la cual es
proporcional al cuadrado del caudal (usando los principios de Bernoulli y Venturi para
relacionar la velocidad con la presión del fluido). La disposición de las tomas puede
verse en la figura 2.2.5
Figura 2.2.5 Disposición de las tomas de presión diferencial.

6. • Tomas en la brida (figura 2.2.5 (a)). Es bastante utilizada porque su instalación
es cómoda ya que las tomas están taladradas en las bridas que soportan la placa
y situadas a 1’’ de distancia de la misma.
• Tomas en la vena contraída (Figura 2.2.5 (b)). Se caracteriza en que la toma
posterior esta situada en un punto donde la vena alcanza su diámetro más
pequeño, lo cual depende de la razón de diámetros y se presenta
aproximadamente a ½φ de la tubería. La toma anterior se sitúa a 1φ de la
tubería.
• Tomas radiales son parecidas a las tomas de vena contraída, pero fijando
siempre las tomas anterior y posterior a 1 y ½ φ de la tubería, respectivamente.
• Tomas en la cámara anular (figura 2.2.5 (c)). Aquí las tomas están situadas
inmediatamente antes y después del diafragma y requieren el empleo de una
cámara anular especial.
• Tomas en la tubería (figura 2.2.5 (d)). Las tomas anterior y posterior están
situadas a 2½ y 8φ , respectivamente. Se emplea cuando se desea aumentar el
intervalo de medida de un medidor de caudal dado. La situación de las tomas
está en un lugar menos sensible a la medida.
La exacta localización de las tomas de presión antes de la placa carece
relativamente de importancia, ya que la presión en esa sección es bastante constante. De
½φ antes de la placa en adelante hasta la placa, la presión aumenta gradualmente en
apreciable magnitud; debajo de este valor la diferencia de presiones es despreciable.
Pero si en la toma de alta presión la localización no es de mayor importancia, si lo es en
la de baja presión, ya que existe una región muy inestable después de la vena contracta
(zona de estrangulación de la vena del líquido) que deberá ser evitada; y es esta la razón
por la que se recomienda para tuberías menores de 2 pulgadas las tomas de placa. La
estabilidad es restaurada a 8 diámetros después de la placa pero ya en este punto las
presiones son afectadas por una rugosidad anormal en la tubería.
Figura 2.2.6. Presión en la vena contracta.
El orificio de la placa puede ser concéntrico, excéntrico o segmental, con un
pequeño orificio de purga para los pequeños arrastres sólidos o gaseosos que pueda

7. llevar el fluido (figura 2.2.7). La placa concéntrica se utiliza para líquidos, la excéntrica
para los gases donde los cambios de presión implica condensación, y la segmentada
para caudales de fluido que contengan una cantidad pequeña de sólidos y gases.
Figura 2.2.7. Formas de la placa orificio.
La presión diferencial en la placa orificio puede medirse con un tubo en U de
mercurio o agua (figura 2.2.8 (a)) o transmitirse con los instrumentos convertidores o
transmisores diferenciales (figura 2.2.8 (b)).
(a) con tubo en U de mercurio o agua (b) con transmisor de presión
diferencial
Figura 2.2.8. Medición de presión en placa orificio.
Ventajas de las placas orificios:
• Costo independiente del tamaño de la tubería.
• Salida repetible, aunque la placa tenga un daño
Principales desventajas:
• Alta perdida de presión (40-80%)
• Mantenimiento constante por incrustaciones en la placa y en las tomas de
presión.
b) Tubos Venturi.
El tubo "Venturi" es el elemento primario del instrumento de flujo colocado en
la línea para medir una presión diferencial relacionada al flujo usando los principios de
Bernoulli y Venturi para relacionar la velocidad con la presión del fluido.
El tubo "Venturi" se usa en donde es importante la recuperación de presión,
puesto que esta recuperación del cuello Venturi es mucho más elevada que para otros
elementos primarios, especialmente en comparación con los de placas de orificio. Otras

8. ventajas del tubo Venturi son su coeficiente excepcionalmente uniforme con flujos
viscosos, y el hecho de que no separa ni deposita material en suspensión.
Figura 2.2.9. Tubo Venturi
Ventajas:
• Permite la medición de caudales 60% superiores a los de la placa orificio en las
mismas condiciones de servicio y con una perdida de carga de sólo 10 a 20% de
la presión diferencial
• Posee una gran precisión.
• Resistentes a la abrasión y pueden usarse con fluidos sucios y en suspensión.
Desventajas:
• Más grandes, caros y pesados que las placas orificios.
c) Tobera.
La tobera es un elemento primario de medición de flujo, colocado en el punto de
medición con objeto de crear una reducción de presión diferencial relacionada al flujo
según los principios de Bernoulli y Venturi. La tobera esta situada en la tubería con 2
tomas, una anterior y la otra en el centro de la sección más pequeña, como lo muestra la

9. figura 2.2.10. Este instrumento se puede describir como una transición entre la placa
orificio y Venturi. La capacidad de una tobera es mayor que la de una placa orificio, de
manera que puede manejarse un régimen de flujo mucho mayor (hasta 60%)con la
misma relación de diámetros y con el mismo diferencial.
Figura 2.2.10. Tobera.
Ventajas:
• Menor perdida de carga que una placa orificio (La perdida de la tobera es de 30
a 80%).
• Resistentes a la abrasión y pueden usarse con fluidos sucios y en suspensión.
• Precisión del orden de ± 0.95 a ± 1.5 %
Desventajas:
• Costo de 8 a 16 veces que una placa orificio.
d) Tubo de Pitot
El tubo de Pitot puede ser definido como el instrumento para medir velocidades
de un flujo mediante la diferencia de presiones estática y dinámica en una línea de
corriente.
La explicación de su principio y funcionamiento se complementa con la figura
2.2.11
Figura 2.2.11. Tubo Pitot.
Supóngase un fluido que circula a través de una tubería. Tal instrumento
contiene un orificio principal por donde se mide la presión dinámica, en efecto el fluido

10. tiene velocidad cero en ese punto pero como la presión total se mantiene sobre una línea
de corriente se debe cumplir que:
donde en 1 el fluido tiene velocidad v que es la que queremos medir.
También ocurre que todo perfil de velocidades tiene valor cero (v=0) en los
puntos solidarios a un objeto, sea cualquier pared de este, por lo que se confeccionan
agujeros al costado del tubo para medir la presión estática, pues v=0.
Ahora siguiendo la figura 2.2.12
Figura 2.2.12. Funcionamiento tubo de Pitot.
Con la ecuación de Bernoulli se obtiene la siguiente relación:
Observando el esquema, sabemos que se cumple además que la presión P3 es
igual a la presión P1, ya que se encuentran en el mismo nivel de altura en el manómetro
con forma de "U", por lo que se tiene lo siguiente:
Donde: ρm= Densidad del fluido del manómetro.
De la segunda relación obtenemos:
Igualando esta expresión con la primera tenemos:

11. expresión de la cual se obtiene el valor de la velocidad:
El tubo de Pitot es sensible a las variaciones en la distribución de velocidades en
la sección de la tubería, de aquí que en su empleo sea esencial que el flujo sea laminar,
disponiéndolo en un tramo recto de la tubería.
Ventajas:
• Bajo costo y perdida de presión despreciable.
Desventajas:
• Miden la velocidad en el punto y las mediciones volumétricas son poco precisas.
La máxima exactitud se consigue efectuando varias medidas en puntos
determinados y promediando las raíces cuadradas de las velocidades medidas.
• Baja precisión, del orden de 1.5-4%
• No trabaja bien a velocidades bajas del flujo ni a velocidades muy altas
(supersónica).
e) Tubo Annubar.
Este tubo es una mejoría del tubo Pitot, debido a que posee dos tubos de
medición los cuales son: presión total y presión estática. Estos tubos hacen que su
medición en comparación con el tubo de Pitot sea mayor precisión. Además posee una
baja pérdida de carga, este tubo sirve para medir pequeños y grandes caudales de
líquidos y de gases.
f) Transmisores de fuelle y de diafragma.
La presión diferencial medida por la placa, la tobera, el tubo Venturi, etc., puede
ser medida con un tubo en U de mercurio o agua, o bien, transmitirse con instrumentos
convertidores diferenciales, como los transmisores de fuelle o los transmisores de
diafragma.
Los transmisores de fuelle:
Están compuestos por 2 cámaras de presión (alta y baja). La alta presión
comprime el fuelle correspondiente, arrastrando la palanca de unión, el cable y un eje
exterior, cuyo movimiento actúa sobre un transductor (neumático o eléctrico). Esta
protegido contra sobrecargas ya que está asegurado por dos anillos de sello que cierran
herméticamente el paso del líquido de llenado de un fuelle a otro, e impiden su
destrucción ante alguna maniobra incorrecta. Además cuenta Una válvula contra
pulsaciones de caudal que restringe el paso del líquido de un fuelle a otro.

12. Los transmisores de diafragma:
En estos transmisores la separación entre las dos cámaras se efectúa mediante
diafragmas, en lugar de fuelles, logrando así un desplazamiento volumétrico casi nulo.
El cuerpo de estos transmisores suele ser de acero al carbono, acero inoxidable o
aluminio, el fuelle o diafragma de acero 316 y el líquido de llenado de silicona.
Hay que señalar que en la medida de caudal de vapor con transmisores de fuelle,
es preciso utilizar cámaras de condensación para compensar los cambios de volumen de
las cámaras del fuelle al variar el caudal. Esto no es necesario en los transmisores de
diafragma, por ser el desplazamiento volumétrico.
Anexo: Manifold
Las conexiones entre el elemento y el transmisor de caudal deben ser adecuadas
al fluido a medir. Con el objeto de aislar el instrumento se prevén 3 válvulas que
constituyen lo que se denomina un manifold; este tiene una doble misión, aislar el
instrumento del proceso para su mantenimiento e igualar las presiones en las dos
cámaras del instrumento en la puesta en marcha de la instalación.
Las maniobras que se realizan en la puesta en marcha de estos elementos son las
siguientes (figura 2.2.13):
1. Válvulas A, B y C cerradas.
2. Se abre la válvula C (de este modo en la fase siguiente, aunque se abra una
válvula antes que otra, el instrumento tendrá presiones iguales en las dos
cámaras).
3. Se abren simultáneamente las válvulas A y B.
4. Se cierra la válvula C.
En caso de medición de caudal de vapor, se habrán llenado primero con agua las
cámaras de condensación.
Las maniobras requeridas para aislar el instrumento del proceso son las
siguientes:
1. Se abre la válvula C.
2. Se cierran las válvulas A y B.
Figura 2.2.13. Manifold

13. 2.2.1.2. Instrumentos de área variable.
Rotámetros.
Los rotámetros son medidores de caudal de área variable en los cuales un
flotador cambia su posición dentro de un tubo proporcionalmente al flujo del fluido
Figura 2.2.14. Rotámetros.
Ventajas:
• Se emplean en lugares que requieran indicación local.
• Bajo costo y pérdida de presión constante.
• Gases o líquidos (incluso viscosos).
Desventajas:
• Transmisores limitados.
• Presiones bajas.
• Baja precisión.
• Instalación vertical.
2.2.1.3. Velocidad.
2.2.1.3.1 Vertederos.
En la medición de caudal en canales abiertos se utilizan vertederos, los cuales
provocan una diferencia de alturas del líquido en el canal entre la zona anterior del
vertedero y su punto más bajo.
El caudal es proporcional a la diferencia de alturas según la formula general
empírica: Q = K l Hn
Donde: Q = Caudal en m3
/s;
K = constante que depende del tipo de vertedero;
l = anchura de la garganta del vertedero en m;
H = diferencia máxima de alturas en m;

14. n = exponente que depende del tipo de vertedero o canal
La diferencia de alturas H se mide mediante un instrumento de flotador o
burbujeo, el cual puede indicar, registrar y regular directamente el caudal o bien
transmitirlo a distancia con un transmisor del tipo potenciométrico, neumático de
equilibrios de movimientos, o digital.
2.2.1.3.2. Turbina.
Las turbinas son medidores que poseen en un rotor que gira al paso del fluido
con una velocidad directamente proporcional al caudal. La velocidad del fluido ejerce
una fuerza de arrastre en el rotor, la diferencia de presiones debida al cambio de áreas
entre el rotor y el cono posterior ejerce una fuerza igual y opuesta. Debido a ello el rotor
está equilibrado hidrodinámicamente, sin la necesidad de utilizar rodamientos axiales.
Las turbinas deben instalarse de tal modo que no se vacíe cuando cesa el caudal
ya que el choque del agua a alta velocidad contra el medidor vacío lo dañaría
seriamente.
Para captar la velocidad de la turbina existen 2 tipos de convertidores
Reluctancia: La velocidad esta determinada por el paso de las palas individuales de la
turbina a través del campo magnético creado por un imán permanente montado en una
bobina captadora exterior. El paso de cada pala varia la reluctancia del circuito
magnético. Esta variación cambia el flujo induciendo una corriente alterna en la bobina
captadora.
Inductivo: El rotor lleva incorporado un imán permanente y el campo magnético
giratorio que se origina produce una corriente alterna en una bobina captadora exterior.
En ambos casos, la frecuencia que genera el rotor de turbina es proporcional al
caudal, siendo del orden de 250 a 1200 ciclos por segundo para el caudal máximo.
Ventajas:
• Fácil instalación y salida lineal con el flujo.
• Adecuado para medición de fluidos de líquidos limpios o filtrados.
• Buena rangeabilidad (10:1)
• Precisión elevada, del orden de 0.3 %.
• Adecuado para presiones ilimitadas y temperaturas extremas.
Desventajas:
• Útil solo para líquidos de baja viscosidad.
• Requieren equipo secundario de lectura.

15. Figura 2.2.15. Turbina.
2.2.1.3.3. Transductores ultrasónicos.
Los transductores de ultrasonidos miden el caudal por diferencia de velocidades
del sonido al propagarse éste en el sentido del fluido y en el sentido contrario. Los
sensores están ubicados en una tubería de la que se conocen el área y el perfil de
velocidades. Los principios de funcionamiento de estos instrumentos son variados. En
uno de los modelos más sencillos (figura 2.2.16) la velocidad del fluido esta
determinada por la siguiente formula:
D
t
tg
C
V
2
)·
(
·
2
∆
=
α
en la que:
V = Velocidad del fluido;
C = velocidad del sonido en el fluido;
α = ángulo de haz del sonido con relación al eje longitudinal de la tubería;
D = diámetro de la tubería.
∆ t = diferencia entre los tiempos de tránsito del sonido aguas arriba y aguas abajo del
fluido.
Este tipo de sensores ultrasónicos se denominan de tiempo de transito.
Sus ventajas:
• Muy buena precisión.
• Ideal para líquidos muy corrosivos.
Desventajas:
• Requiere fluidos limpios.
Existen otros métodos de medición de caudal por ultrasonido que se basan en los
siguientes principios:
Método Doppler Se proyectan ondas sónicas a lo largo del flujo del fluido y se mide el
corrimiento de frecuencia que experimenta la señal de retorno al reflejarse el sonido en
partículas contenidas en el fluido.

16. Ventajas:
• Bajo costo, independiente de la tubería.
• Bueno para medir caudales difíciles, tales como mezclas gas-líquido y fangos.
Desventajas:
• Baja precisión.
• No sirven para líquidos y gases limpios.
Desviación de haz de sonido emitido por un transmisor perpendicularmente a la tubería,
que es utilizado en fluidos limpios.
Figura 2.2.16. Medición de caudal por ultrasonidos (tiempo de transito).
2.2.1.4. Fuerza.
Medidor de placa.
El medidor de placa consiste en una placa instalada directamente en el centro de
la tubería y sometida al empuje del fluido. La fuerza originada es proporcional a la
energía cinética del fluido (que es proporcional al cuadrado de la velocidad) y es
transmitida por un transmisor neumático de equilibrio de fuerzas o por un transductor
eléctrico de galgas extensiométricas. (Puente de Wheatstone).
Características:
• Precisión de +/- 1%.
• Apto para fluidos con pequeñas cantidades de sólidos en suspensión.
• Puede medir caudales de un mínimo de 0.3 l/min. hasta 40000 l/min.
2.2.1.5. Tensión inducida.
Medidor magnético de caudal.
El medidor magnético de caudal funciona según la ley de Faraday que establece
que la tensión inducida a través de cualquier conductor, al moverse este
perpendicularmente a través de un campo magnético, es proporcional a la velocidad del
conductor. La formula correspondiente es:

17. v
l
B
K
Es ·
·
·
= y el caudal D
B
Es
K
Q ·
·
=
donde:
Es = Tensión generada en el conductor.
K = Constante.
B = Densidad del campo magnético.
l = Longitud del conductor (diámetro de la tubería).
v = velocidad del movimiento (la del fluido).
En el medidor magnético de caudal, un par de bobinas magnéticas se sitúa según
lo mostrado en la figura 2.2.17, junto con un par de electrodos rasantes con la superficie
interior del tubo y diametralmente opuestos. Si un líquido conductor atraviesa un tubo
de diámetro (D) con una densidad del campo magnético (B) generada por las bobinas, la
cantidad del voltaje (E) desarrollada a través de los electrodos -- según lo predicho por
la ley de Faraday -- será proporcional a la velocidad (V) del líquido.
Figura 2.2.17. Medidor magnético.
Cabe mencionar que realmente la única zona del líquido en movimiento que
contribuye a la f.e.m. es la que une en línea recta a los dos electrodos.
Características:
• Requiere fluidos conductores (pastosos, viscosos y corrosivos).
• No producen perdidas de presión.
• Requiere de compensación por factores de conductividad y temperatura.
• No sirve para fluidos gaseosos.
• Requiere de tubería siempre llena de fluido.
2.2.1.6 Desplazamiento positivo
Los medidores de desplazamiento positivo miden el caudal en volumen
(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
carga. Existen distintos tipos de medidores que funcionan bajo este principio, algunos
de ellos son los siguientes:

18. a) Medidor de disco oscilante:
Esta compuesto por: una cámara circular con un disco plano móvil dotado de
una ranura en la que está intercalada una placa fija. Esta placa separa 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.
Cuando pasa el fluido, el disco toma un movimiento parecido al de un trompo
caído de modo que cada punto de su circunferencia exterior sube y baja alternativa
mente estableciendo contacto con las paredes de la cámara desde su parte inferior a la
superior. Este movimiento de balanceo se transmite mediante el eje del disco a un tren
de engranajes.
Características:
• Se utilizan en la medición de agua fría, agua caliente, aceite y líquidos
alimenticios.
• Precisión es de ± 1-2 %.
• caudal máximo es de 600 l.p.m.
• Se fabrica para pequeños tamaños de tubería.
b) 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.
En la figura 2.2.18 puede apreciarse una bomba de medición que funciona bajo
este principio.
Figura 2.2.18. Medidor rotativo.
Figura 2.2.18. Funcionamiento del medidor rotativo.
Otro tipo de medidor rotativo son los medidores ovales, que disponen de 2
ruedas ovales que engranan entre si y tienen un movimiento de giro gracias a la presión
diferencial creada por él liquido.

19. Figura 2.2.19. Medidor Oval.
Los medidores rotativos se emplean mucho para la medición de crudos y
gasolinas, con intervalos de medida que van de unos pocos l/min. de líquidos limpios de
baja velocidad hasta 64000 l/min. de crudos viscosos.
Los medidores de desplazamiento positivo pueden tener acoplados varios tipos
de transductores, los más comunes son:
• Transductores de impulsos.
• Convertidor de frecuencia-tensión.
• Convertidor de frecuencia-corriente.
• Totalizador electromecánico con reset manual.
• Totalizador con predeterminador para procesos discontinuos.
• Totalizador neumático con programador para procesos discontinuos.
2.2.1.7. Torbellinos y Vortex.
El medidor de caudal por torbellino se basa en la determinación de la frecuencia
del torbellino producido por una hélice estática situada dentro de la tubería por la cual
pasa el fluido (líquido o gas). La frecuencia del torbellino es proporcional a la velocidad
del fluido.
La detección de la frecuencia se puede lograr de varias formas:
• Con sensores que detectan los picos de presión en el lado contrario del
torbellino;
• con una termistancia de muy baja inercia térmica que sigue los efectos de
refrigeración del torbellino generado por el gas;
• mediante un condensador de capacidad variable, función de la deformación de
un diafragma (placa) ante las ondas de presión del torbellino;
• a través de la aplicación de un haz de ultrasonidos perpendicularmente al
torbellino, midiendo el tiempo de transito del haz desde el transmisor al
receptor.
Ventajas:
• Adecuados para gases, vapores y líquidos.
• Amplia capacidad de rango de flujo (50:1).
• Mantenimiento mínimo.
• Buena exactitud y repetibilidad.

20. Desventajas:
• No sirve para fluidos viscosos sucios.
• Limitaciones de tamaño de tubería (< 8’’) y número de Reynolds (> 10000).
• Instalación debe ser en tubería recta, con el medidor perfectamente alineado.
• Precisión del instrumento es de 0.2% del caudal medido, por lo que el error
porcentual se hace mayor cuanto más bajo es el caudal.
Los instrumentos de vortex son parecidos al de torbellino exceptuando que están
basados en el efecto Von Karman. Cuando un fluido fluye por un cuerpo en forma de
cono se generan alternativamente vórtices (áreas de baja presión y estabilidad) por los
lados de este cuerpo. La frecuencia de estos vórtices es directamente proporcional a la
velocidad, y por tanto, al caudal.
Figura 2.2.20. Principio de funcionamiento de un vortex.
2.2.2. MEDIDORES DE CAUDAL MASA.
La determinación del caudal masa puede efectuarse a partir de una medida
volumétrica, compensándola para las variaciones de densidad del fluido, o bien, deter-
minar directamente el caudal masa aprovechando características medibles de la masa
del fluido.
En el caso que se dispone una medida volumétrica, se compensa directamente la
densidad o bien las variables de presión o temperatura.
En las ocasiones en que interesa aprovechar características medibles de la masa,
existen tres sistemas básicos: los instrumentos térmicos, los de momento angular, y los
de Coriolis.
2.2.2.1. Medidores térmicos de caudal.
Los medidores térmicos de caudal se basan comúnmente en el principio físico de
la elevación de temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente (medidor
Thomas).
Estos medidores constan de una fuente eléctrica de alimentación de precisión
que proporciona un calor constante al punto medio del tubo por el cual circula el caudal.
En puntos equidistantes de la fuente de calor se encuentran sondas de resistencia para
medir la temperatura, como se muestra en la figura 2.2.21.

21. a) Interior de la tubería b) exterior de la tubería.
Figura 2.2.21. Medidor térmico.
Cuando el fluido esta en reposo, la temperatura es idéntica en las dos sondas.
Cuando el fluido circula, transporta una cantidad de calor hacia el segundo elemento
termistor, y se presenta una diferencia de temperaturas que va aumentando progre-
sivamente entre las dos sondas a medida que aumenta el caudal. Esta diferencia es
proporcional a la masa que circula a través del tubo, de acuerdo con la ecuación.
)
(
· 1
2 t
t
c
m
Q e −
=
donde:
Q = calor transferido;
m = masa del fluido;
ce = calor especifico;
t1 = temperatura anterior;
t2 = temperatura posterior;
El sistema esta conectado a un dispositivo que determina la diferencia de
temperaturas, obteniendo una señal que puede ser utilizada por registradores,
indicadores digitales y controladores (Este dispositivo puede ser un puente Wheatstone
con etapa amplificadora de señal).
Características:
• Precisión de 1% de toda la escala.
• Repetibilidad de +/- 0.2% de toda la escala.
• Constante de tiempo de 005 a 3 seg.
• Apto para bajos caudales de gas que van según el modelo de 0–10 cm3
/minuto.
Para aumentar el caudal medible, se deriva con un capilar el fluido y se intercala
un laminador que garantiza el mismo flujo laminar que en el capilar. De este modo se
logran medir caudales que llegan a 15 l/min. en gases y a 20 kg/hr. en líquidos.

22. Figura 2.2.22. Medidor térmico para caudales grandes.
2.2.2.2 Medidores de momento angular.
Los medidores de caudal masa de momento angular se basan en el principio de
conservación del momento angular de los fluidos. Así, si a un fluido se le comunica un
momento angular manteniendo constante la velocidad angular, la medición del par
producido permite determinar el caudal masa.
2.2.2.3. Medidor de Coriolis.
El medidor de Coriolis se basa en el teorema de Coriolis, matemático francés
que observo que un objeto de masa m que se desplaza con una velocidad lineal V a
través de una superficie giratoria que gira con una velocidad angular constante w,
experimenta una velocidad tangencial tanto mayor cuanto mayor es su alejamiento del
centro, lo cual implica que se le esta aplicando una aceleración, y por tanto, una fuerza
sobre la masa del objeto.
Una de las formas de generar fuerza de Coriolis es por inversión de las
velocidades lineales del fluido mediante la desviación de un bucle en forma de omega,
en estado de vibración controlada (a la frecuencia de resonancia para reducir la energía
requerida). La vibración del tubo, perpendicular al sentido de desplazamiento del fluido,
crea una fuerza de aceleración en la tubería de entrada del fluido y una fuerza de
desaceleración en la salida, con lo que se genera un par cuyo sentido va variando de
acuerdo con la vibración y con el ángulo de torsión del tubo, el cual es directamente
proporcional a la masa instantánea del fluido circulante.
Dos sensores de posición magnético están situados en el centro del tubo y
combinan dos intervalos de tiempo, uno del movimiento hacia abajo del tubo y el otro
del movimiento hacia arriba.
La diferencia de tiempo de las señales de los sensores de posición está
relacionada con el ángulo de torsión del tubo y con la velocidad del tubo en su punto
medio, lo que lleva a decir finalmente que el caudal es solo proporcional al intervalo de
tiempo y a constantes que dependen del tubo.

23. Figura 2.2.23. Medidor de Coriolis.

24. 2.2.3. BILIOGRAFÍA.
[1].Creus Solé Antonio; Instrumentación Industrial, 6ª edición; Marcombo S.A.;
1997.
[2].Creus Solé Antonio; Instrumentos Industriales. Su ajuste y calibración; 2ª
edición; Marcombo S.A.
[3].http://www.geocites.com/CollegePark/Pool/1549/instru1/c01.html
[4].http://www.arrakis.es/~mpereira/Caudal/Caudal_Menu.html
[5].http://www.sc.ehu.es/sbweb/física/fluidos/fluidos.htm