Transmisores de Presión Diferencial: ¿Qué son y como funcionan?

En la automatización industrial y los sistemas de control de procesos, la medición precisa de variables es clave para asegurar el correcto funcionamiento de las plantas y mejorar la eficiencia operativa. Uno de los instrumentos más comunes y versátiles en este campo es el transmisor de presión diferencial (DP), utilizado en una amplia variedad de aplicaciones. En este artículo, exploraremos qué son los transmisores de presión diferencial, cómo funcionan, las variables que pueden medir, aplicaciones especiales, y las diferencias entre la instalación con líneas de impulso y sellos remotos.

¿Qué es un Transmisor de Presión Diferencial?

Un transmisor de presión diferencial es un dispositivo utilizado para medir la diferencia de presión entre dos puntos en un sistema. Esta diferencia de presión se utiliza para calcular diversas variables en los procesos industriales, como flujo, nivel o presión.

El transmisor capta la presión en dos ubicaciones diferentes a través de sus puertos de alta y baja presión, generando una señal proporcional a la diferencia de presión. Esta señal es luego transmitida a un sistema de control o monitoreo.

¿Cómo Funcionan los Transmisores de Presión Diferencial?

Los transmisores de presión diferencial funcionan con sensores que convierten la diferencia de presión en una señal eléctrica, generalmente de 4-20 mA o una señal digital (HART, PROFIBUS, entre otros), que puede ser leída por sistemas de control. El funcionamiento básico se resume en los siguientes pasos:

1. Sensado de Presión: El transmisor cuenta con dos entradas (alta y baja presión). El sensor mide la presión en ambos lados.
2. Conversión de Señal: La diferencia de presión entre las dos entradas se convierte en una señal eléctrica.
3. Transmisión: La señal eléctrica, que es proporcional a la diferencia de presión, es transmitida al sistema de control, donde se puede visualizar y utilizar para el control de procesos.

Variables que Pueden Medir los Transmisores de Presión Diferencial

Aunque su función primaria es medir la diferencia de presión, este tipo de transmisor puede medir una variedad de variables en sistemas de control de procesos industriales:

1. Presión Diferencial: Su función principal, medir la diferencia entre dos puntos en una tubería o sistema cerrado.
2. Flujo: Utilizados junto con elementos primarios como placas de orificio o boquillas de flujo, los transmisores de presión diferencial pueden medir el flujo de fluidos (líquidos, gases y vapor) basándose en la relación entre la presión diferencial y el flujo.
3. Nivel: En tanques presurizados o cerrados, los transmisores de presión diferencial miden la diferencia de presión entre la parte superior e inferior del tanque para determinar el nivel del líquido.
4. Densidad: En ciertas aplicaciones, los transmisores de presión diferencial también pueden utilizarse para calcular la densidad de un fluido, especialmente en sistemas cerrados.

Aplicaciones Especiales de los Transmisores de Presión Diferencial

Los transmisores de presión diferencial se encuentran en una amplia gama de aplicaciones industriales, como:

• Medición de flujo en tuberías: En conjunto con dispositivos de restricción de flujo (placas de orificio, tubos Venturi), los transmisores de presión diferencial pueden calcular el flujo de líquidos y gases.
• Medición de nivel en tanques cerrados: Se usa en tanques con presión constante para medir el nivel de líquidos en procesos industriales.
• Supervisión de filtros: Monitorean la caída de presión a través de filtros para saber cuándo es necesario reemplazarlos o limpiarlos.
• Control de sistemas HVAC: Utilizados para medir la presión diferencial en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, especialmente en edificios grandes.

En algunas industrias, como la petroquímica, la farmacéutica y la alimentaria, los transmisores de presión diferencial son clave para garantizar la eficiencia operativa y el cumplimiento de normativas.

Instalación con Líneas de Impulso vs. Sellos Remotos

Existen dos configuraciones comunes para la instalación de transmisores de presión diferencial: con líneas de impulso y sellos remotos. La elección entre estas opciones depende del proceso y de las características del fluido que se está midiendo.

1. Instalación con Líneas de Impulso

Las líneas de impulso son tubos pequeños que conectan los puntos de medición (alta y baja presión) al transmisor de presión diferencial. Este tipo de instalación es muy común en aplicaciones donde el fluido no es corrosivo ni altamente viscoso, y donde las líneas de impulso no se obstruyen fácilmente.

Ventajas:

• Menor costo en comparación con los sellos remotos.
• Fácil mantenimiento y configuración.

Desventajas:

• Riesgo de obstrucción: Si el fluido tiene sólidos suspendidos o es muy viscoso, las líneas de impulso pueden obstruirse.
• Impacto de la temperatura: Las líneas de impulso largas pueden verse afectadas por la temperatura ambiental, lo que puede generar errores en la medición.

2. Instalación con Sellos Remotos

Los sellos remotos (o separadores de membrana) son dispositivos que se utilizan cuando el fluido del proceso no puede entrar en contacto directo con el sensor del transmisor, por ejemplo, cuando el fluido es corrosivo, sucio o extremadamente caliente. En esta configuración, los sellos están montados en los puntos de medición y están conectados al transmisor mediante capilares llenos de un fluido de transmisión.

Ventajas:

• Protege al transmisor de fluidos corrosivos, abrasivos o de alta temperatura.
• Evita obstrucciones en aplicaciones donde el fluido es viscoso o contiene sólidos.

Desventajas:

• Mayor costo de instalación y mantenimiento.
• La precisión puede verse afectada si los capilares no están bien diseñados o instalados.

¿Cuándo Usar Líneas de Impulso o Sellos Remotos?

La elección entre líneas de impulso o sellos remotos depende de las características del proceso:

• Líneas de impulso son adecuadas cuando el fluido no es corrosivo ni viscoso, y el ambiente no varía demasiado en temperatura.
• Sellos remotos deben usarse cuando el fluido es corrosivo, abrasivo o viscoso, o cuando hay grandes diferencias de temperatura que podrían dañar las líneas de impulso o el transmisor.

Conclusión

Los transmisores de presión diferencial son instrumentos versátiles y esenciales en la automatización industrial, capaces de medir variables críticas como presión, flujo y nivel. La elección entre instalación con líneas de impulso o sellos remotos dependerá de las características del fluido y el entorno en el que se instala. Entender cómo y cuándo utilizar estos dispositivos garantiza una medición precisa y confiable en cualquier tipo de proceso industrial.

Si estás buscando mejorar la eficiencia y el control en tus procesos, implementar transmisores de presión diferencial es un paso clave.