Los caudalímetros de engranajes ovalados son una de las soluciones más consolidadas dentro de los medidores de desplazamiento positivo (PD) para la medición volumétrica de alta precisión. Su diseño basado en dos engranajes ovalados entrelazados permite medir volúmenes discretos con una excelente repetibilidad, especialmente en aplicaciones de bajo caudal y fluidos de alta viscosidad.
Son ampliamente utilizados en industrias como petróleo y gas, química, alimentaria y farmacéutica, donde la exactitud en la dosificación y el control del consumo tienen un impacto directo sobre la calidad del proceso y los costos operativos.
Este artículo presenta un análisis de ingeniería avanzado sobre caudalímetros de engranajes ovalados, incluyendo principios de funcionamiento, criterios de selección EPC, errores comunes en campo, integración con válvulas y sistemas modernos de automatización.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO (DESPLAZAMIENTO POSITIVO)
El fluido impulsa dos engranajes ovalados sincronizados dentro de una cámara de medición. Cada rotación desplaza un volumen fijo de líquido, permitiendo una medición directa del caudal volumétrico.
Qv = n · Vc
Donde:
- Qv = caudal volumétrico
- n = frecuencia de rotación
- Vc = volumen desplazado por ciclo
La medición es independiente del perfil de velocidad del flujo, eliminando errores asociados a turbulencias y variaciones del régimen hidráulico.
COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO Y PRECISIÓN
Los caudalímetros de engranajes ovalados ofrecen un comportamiento muy estable en aplicaciones de alta viscosidad.
- Excelente precisión en flujo laminar
- Alta repetibilidad (±0,1 % a ±0,5 %)
- Independencia del número de Reynolds
- Excelente desempeño en bajos caudales
Estas características permiten obtener mediciones consistentes incluso bajo condiciones operativas exigentes.
SELECCIÓN EPC
La correcta selección del equipo requiere evaluar cuidadosamente las propiedades del fluido y las condiciones del proceso.
- Viscosidad del fluido
- Presencia de partículas sólidas
- Temperatura de operación
- Presión de trabajo
- Precisión requerida
Guía práctica:
- Aceites lubricantes → ideal
- Jarabes y líquidos viscosos → excelente opción
- Bajos caudales → muy recomendado
- Fluidos abrasivos → no recomendado
En aplicaciones donde se requiere máxima precisión sin componentes móviles, los caudalímetros Coriolis pueden representar una alternativa adecuada.
VENTAJAS CLAVE
Las principales ventajas de esta tecnología incluyen:
- Alta precisión volumétrica
- Excelente rendimiento en bajos caudales
- Diseño compacto y robusto
- Ideal para sistemas de dosificación
Por estas razones, los medidores de engranajes ovalados son ampliamente utilizados en procesos donde cada litro tiene un impacto económico significativo.
LIMITACIONES CRÍTICAS
A pesar de su precisión, existen ciertas limitaciones que deben considerarse durante la etapa de ingeniería.
- Desgaste mecánico provocado por partículas
- Sensibilidad a fluidos abrasivos
- Necesidad de filtración previa
- Limitaciones frente a temperaturas extremas
La ausencia de filtración adecuada suele ser una de las causas más frecuentes de desgaste prematuro y pérdida de precisión.
PAPEL DE LAS VÁLVULAS
Las válvulas desempeñan un papel fundamental en la protección del medidor y la estabilidad del sistema.
- Instalar válvulas de control aguas abajo
- Incorporar válvulas de alivio o bypass contra sobrepresión
- Aplicar arranques suaves para evitar golpes hidráulicos
- Mantener condiciones de flujo estables
Una correcta estrategia de control prolonga la vida útil del equipo y ayuda a preservar la calibración original.
INTEGRACIÓN CON AUTOMATIZACIÓN
Los modelos modernos permiten una integración sencilla con sistemas industriales de control.
- Salida de pulsos de alta resolución
- 4–20 mA
- HART
- Modbus
- SCADA
Estas capacidades permiten implementar sistemas avanzados de dosificación automática, control de inventario y monitoreo continuo.
APLICACIONES INDUSTRIALES
Los caudalímetros de engranajes ovalados son ampliamente utilizados en sectores donde la precisión volumétrica es prioritaria.
- Combustibles y aceites
- Solventes y resinas
- Jarabes, miel y productos alimentarios viscosos
- Industria farmacéutica
Una aplicación típica es la dosificación de jarabes industriales, donde la combinación de alta viscosidad y bajo caudal hace que esta tecnología sea especialmente eficiente.
CONCLUSIÓN
Los caudalímetros de engranajes ovalados representan una solución altamente fiable para la medición volumétrica precisa en fluidos viscosos y aplicaciones de dosificación.
Su capacidad para mantener una alta precisión en bajos caudales los convierte en una tecnología de referencia en numerosas industrias.
Combinados con válvulas correctamente seleccionadas y una adecuada estrategia de mantenimiento, permiten desarrollar sistemas robustos, eficientes y económicamente optimizados.