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El asfalto y el betún son sólidos o semisólidos a temperatura ambiente. Deben calentarse para que permanezcan fluidos, por lo que los caudalímetros para estas aplicaciones requieren una camisa de calentamiento para mantener el fluido en circulación durante las paradas y los reinicios.
Para la medición de asfalto y betún se utilizan comúnmente dos tecnologías: caudalímetros de engranajes ovalados y caudalímetros Coriolis. Un caudalímetro de engranajes ovalados con camisa calefactora ofrece una solución rentable, especialmente para asfalto limpio y tuberías de menor diámetro. Para aplicaciones exigentes, un caudalímetro Coriolis con camisa térmica proporciona una alta precisión de medición, un rendimiento estable ante cambios de viscosidad y la medición simultánea del caudal másico y la densidad.
La viscosidad del asfalto y el betún varía significativamente con la temperatura, por lo que el control de la temperatura es un factor importante a considerar al seleccionar un caudalímetro. El caudalímetro debe operar dentro de un rango de temperatura que mantenga el asfalto suficientemente fluido para un bombeo y una medición estables. Para los ligantes asfálticos Superpave, se suelen utilizar como referencia valores de viscosidad de aproximadamente 170 mPa·s para la mezcla y 280 mPa·s para la compactación, aunque la temperatura de operación real depende del grado del ligante, su formulación y las especificaciones del material aplicables.
Una camisa calefactora puede ayudar a mantener la temperatura alrededor del cuerpo del medidor y reducir el riesgo de que el asfalto se solidifique dentro de la cámara de medición durante paradas o interrupciones prolongadas. Esto es especialmente relevante para medidores de desplazamiento positivo, como los de engranajes ovalados, donde el betún solidificado puede restringir el movimiento del rotor y dificultar el reinicio. Se puede utilizar vapor, agua caliente o aceite térmico como medio de calentamiento, y la camisa calefactora se suele considerar junto con el aislamiento de la tubería y el trazado térmico. Por lo tanto, al seleccionar un medidor de flujo de asfalto, se deben especificar la temperatura de funcionamiento requerida, las condiciones de parada, el método de calentamiento y la viscosidad del asfalto, junto con el rango de flujo, la presión, el diámetro de la tubería y la precisión requerida.
Para aplicaciones de asfalto y betún, dos tecnologías de caudalímetros son especialmente relevantes: el de engranajes ovalados y el Coriolis. Ambos son adecuados para fluidos de alta viscosidad , pero utilizan principios de medición diferentes y ofrecen distintas ventajas al trabajar con fluidos sensibles a la temperatura.
Un medidor de engranajes ovalados utiliza la medición de desplazamiento positivo, con dos engranajes que giran dentro de la cámara de medición a medida que el asfalto la atraviesa. Este diseño es ideal para líquidos viscosos y puede equiparse con una camisa calefactora para mantener la temperatura requerida alrededor de la cámara de medición. Se suele considerar cuando la medición volumétrica es suficiente y el costo del equipo es un factor importante.
Un medidor Coriolis mide el flujo másico a través de tubos vibratorios y proporciona información sobre la densidad, además del flujo másico. Al no tener engranajes mecánicos en el recorrido del flujo, evita el desgaste del rotor y los engranajes propio de los diseños de desplazamiento positivo. Esto lo convierte en una opción a considerar para aplicaciones que involucran partículas, aditivos, requisitos de alta precisión o la necesidad de medir directamente la masa y la densidad.
La elección entre ambos depende de la aplicación real, más que del principio de medición en sí.
Una vez definidos los requisitos de la aplicación, resulta más sencillo elegir entre un medidor de engranajes ovalados y un medidor Coriolis. A continuación, comparamos las dos opciones de Silver Automation Instruments para mostrar la idoneidad de cada tecnología en aplicaciones de asfalto y betún.
En ambos casos, no recomendamos seleccionar el medidor basándose únicamente en los rangos de viscosidad y temperatura. También es necesario considerar la viscosidad real del asfalto a la temperatura de operación, los caudales mínimo y máximo, la presión y la altura de presión disponible antes de determinar el tamaño y la configuración final del medidor.
| Parámetro | Equipo ovalado + chaqueta (serie LC) | Coriolis + Chaqueta (Serie SH-CMF) |
| Principio de medición | Desplazamiento positivo, número de engranajes mecánicos | Tubo vibrante, efecto Coriolis |
| Lectura | Flujo volumétrico | Flujo másico + densidad |
| Exactitud | 0,2% a 0,5% | 0,1% a 0,5% |
| Límite de viscosidad | 2000 mPa·s | No existe un límite inherente, pero compruebe la caída de presión a alta viscosidad. |
| Temperatura media | Estándar: -20 a 60 °C. Versión de alta temperatura: 60 a 200 °C. | -50 a 350 °C |
| Tolerancia a partículas | Inferior. Se recomienda limpiar el medio filtrante; se aconseja usar un filtro. | Más alto. Sin partes móviles en contacto con el fluido. |
| Costo relativo | Más bajo | Normalmente de 2 a 4 veces engranaje ovalado |
| Caso de uso típico | Asfalto limpio, tamaño de línea pequeño, sensible al costo | Medios cargados de partículas, tamaño de línea grande, transferencia de custodia, se necesita lectura de densidad |
La elección entre engranajes ovalados y Coriolis se vuelve más clara cuando analizamos tres variables de aplicación.
Limpieza media: El asfalto refinado limpio puede funcionar bien con cualquiera de las dos tecnologías. Cuando el medio contiene partículas significativas, modificadores o material reciclado, el método Coriolis resulta más atractivo porque no tiene engranajes mecánicos en el recorrido del flujo.
Tamaño de la línea y presupuesto: Para líneas más pequeñas, como DN50 o inferiores, los engranajes ovalados suelen ser una opción a considerar cuando el costo del equipo es un factor clave. Para líneas más grandes o aplicaciones que requieren mayor precisión de medición, los engranajes Coriolis pueden justificar su mayor costo inicial.
Requisito de caudal másico o densidad: Si el proceso solo requiere la medición del caudal volumétrico, un medidor de engranajes ovalados puede ser suficiente. Cuando se requiere la medición directa del caudal másico o la densidad, el medidor Coriolis es la opción más adecuada.
Consideremos una línea de descarga de una planta de mezcla de asfalto que opera a unos 150 °C con asfalto refinado y un contenido de partículas relativamente bajo. Si el proceso requiere principalmente la medición del caudal volumétrico, un caudalímetro de engranajes ovalados con camisa calefactora puede ser una solución práctica.
Si la misma línea maneja habitualmente asfalto modificado con aditivos poliméricos u otros sólidos, los componentes mecánicos de un dosificador de engranajes ovalados requieren una evaluación más minuciosa. En tal caso, podría ser conveniente considerar el sistema Coriolis, ya que elimina el desgaste del rotor y los engranajes dentro del circuito de flujo.
Una línea de descarga de tanques más pequeños que maneja asfalto refinado estable y limpio presenta una situación diferente. Cuando la medición volumétrica es suficiente y el costo del equipo es un factor importante, un medidor de engranajes ovalados con camisa de calentamiento puede cumplir con los requisitos de la aplicación sin las características adicionales de un medidor Coriolis.
Los caudalímetros de engranajes helicoidales son otra opción de desplazamiento positivo para líquidos viscosos. Su diseño de rotor helicoidal permite utilizarlos en aplicaciones de alta viscosidad y caudales elevados, pero se consideran con menos frecuencia que los de engranajes ovalados y los de Coriolis para las aplicaciones de asfalto que se analizan aquí.
Para la mayoría de los proyectos de asfalto y betún, primero evaluamos los sistemas de engranajes ovalados y Coriolis en función de las condiciones reales de funcionamiento antes de considerar una tecnología de dosificación alternativa.
La misma lógica básica de selección puede aplicarse al alquitrán de hulla y al betún modificado, pero no debemos simplemente reutilizar los parámetros estándar del asfalto. La viscosidad, la temperatura de operación, el contenido de sólidos, la corrosividad y la compatibilidad de los materiales pueden variar significativamente entre diferentes fluidos y formulaciones.
Por ejemplo, el betún modificado con SBS puede presentar características de viscosidad y fluidez sustancialmente diferentes a las del betún base. Cuando hay modificadores u otros sólidos presentes, debemos evaluar su posible efecto sobre el desgaste mecánico como parte del proceso de selección del dosificador.
Antes de dimensionar un medidor para estos fluidos, recomendamos confirmar la viscosidad real a la temperatura de funcionamiento, el rango de temperatura, la presión, el rango de caudal y la compatibilidad del material.
Precalentamiento: Antes de reiniciar un sistema tras una parada, los operarios deben hacer circular el fluido calefactor y comprobar que el asfalto ha recuperado la fluidez necesaria. Esto reduce el riesgo de sobrecarga mecánica al comenzar la medición.
Tuberías: Tanto los medidores de engranajes ovalados como los Coriolis suelen tener requisitos de tramo recto menos estrictos que los medidores de vórtice, lo que puede simplificar algunas instalaciones de modernización. Aun así, deben seguirse las especificaciones de instalación del fabricante para el medidor seleccionado.
Medio de calentamiento: Se puede utilizar vapor, agua caliente y aceite térmico para calentar contadores o tuberías, según la temperatura requerida y los recursos disponibles en la planta. El método de calentamiento debe seleccionarse teniendo en cuenta el aislamiento, el trazado térmico, las condiciones ambientales y los requisitos de parada.
La elección correcta depende de las condiciones reales del proceso, no solo de la viscosidad. Envíenos:
Envíenos un correo electrónico a sales@silverinstruments.com o su diagrama P&ID . Le ayudaremos a verificar el tipo y la configuración del medidor adecuados.
