En mi último artículo en este blog expliqué el cálculo del nivel de líquido en tanques y depósitos abiertos. El cálculo de nivel en recipientes cerrados es distinto ya que en este caso hay que considerar una compensación de la presión causada por el gas encerrado encima del líquido. Así que la medición de nivel en depósitos cerrados y no ventilados requiere una medición añadida del gas mediante otro sensor de presión. La medición se suele realizar mediante sensores convencionales montados lateralmente en el depósito. Ahora bien: ¿Cómo se calcula el nivel partiendo de la presión hidrostática en un depósito cerrado? El nivel en un depósito cerrado se basa en siguientes parámetros: h = (p2 – p1) / (ρ * g) p2 = presión hidrostática [bar] p1 = presión del gas atrapado en el depósito [bar] ρ = densidad del líquido [kg / m³] g = gravedad o gravedad [m / s ²] h = altura de la columna de líquido [m].
En un depósito de gasolina por ejemplo, cerrado y sin ventilación, se forma encima del fluido una presión distinta del medio ambiente que no puede compensarse con la presión ambiental en el exterior. Esta presión encerrada provoca un incremento de la presión hidrostática sin una variación real del nivel. Por este motivo se debe captar esta presión con un sensor añadido para incluir su valor en el cálculo del nivel. Efecto de cálculo de nivel con valores de presión reales y aproximativos p2 (valor medido en la parte inferior del tanque) = 2 bar p1 (presión del gas) = 1,2 bar p1-tipo (presión del gas estimado, sin medición exacta) = 1,3 bar ρ = 750 kg / m³ g = 9,81 m / s ²
Medicion del nivel hidrostático en depósitos cerrados – cálculo de la altura del relleno
Mediante la fórmula que incluye la compensación de la presión de gas sobre el valor de medición se puede calcular el nivel de siguiente manera: Cálculo con valor de gas exacto: h = (2 bar – 1,2 bar) (m³ 750 kg / * 9,81 m / s ²) / = 10,9 m Si el usuario decide prescindir de una medición exacta de la presión y basa el cálculo sobre un valor estimado (en este caso 1,3 bar) los resultados pueden conllevar grandes errores de cálculo de nivel.
Cálculo sin medición de presión de gas con valor estimativo: h = (2 bar – 1,3 bar) / (750 kg / m³ * 9,81 m / s ²) = 9,5 m Como puede apreciar, una pequeña variación de la presión de gas de 100 mbar conduce en este ejemplo muy realista a un error de medición de aproximadamente 13%. En el peor de los casos estos errores pueden provocar un escape del fluido o una contaminación de otros depósitos de proceso. Este ejemplo demuestra que es absolutamente necesario de realizar una compensación de la presión de gas en el cálculo del nivel
Autor: Enrico Bossart, Productmanager Instrumentación electrónica de presión, WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG La aplicación de transmisores de presión en la generación de energía eólica, Transmisores de presión en maquinaria de la industria farmacéutica, Los principios más cómunes para sensores de presión.