En 3 oraciones o menos: Este documento describe los controladores de flujo, incluyendo sus características y aplicaciones. Explica que los controladores de flujo monitorean y controlan el movimiento de fluidos en procesos industriales mediante la detección de desviaciones entre el flujo medido y el deseado, y la emisión de señales correctivas. También analiza un sistema de control de flujo compuesto por tres tanques interconectados y dos bombas controladas por voltaje para regular los niveles de los tanques.

1. UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE MONAGAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
CURSO ESPECIAL DE GRADO
Controladores De Flujo
PROF: BACHILLERES:
Ing. Edgar Goncalves Alejandro Elimar
C.I. 19.876.597
Parra Gabriel
C.I. 19.256.648
Equipo CRM
Maturín, Marzo 2014

2. INDICE
Contenido
INTRODUCCIÓN.......................................................................................................... 3
Controladores............................................................................................................... 4
¿Qué es el Flujo? ......................................................................................................... 5
Características del flujo ................................................................................................ 5
Viscosidad del fluido: ........................................................................................... 5
Densidad del fluido............................................................................................... 5
Permanencia del flujo:.......................................................................................... 5
Orden del flujo:..................................................................................................... 5
Región de flujo: .................................................................................................... 5
Vorticidad del flujo:............................................................................................... 6
Comportamiento espacial: ................................................................................... 6
Extensión del campo de flujo: .............................................................................. 6
Tipos De Flujo............................................................................................................... 6
Controladores de flujo................................................................................................... 6
Descripción de un sistema de control de flujo .............................................................. 7
Ventajas de los controladores de flujo.......................................................................... 8
DISCUSIÓN.................................................................................................................. 9
CONCLUSIÓN............................................................................................................ 11
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................................... 12

3. INTRODUCCIÓN
Los procesos industriales pueden ser de distinta naturaleza, pero en general
tienen como aspecto común, que se requiere del control de algunas magnitudes,
como son: la temperatura, presión, el flujo, etc. El sistema de control para estas
magnitudes se puede definir como: Un sistema que compara el valor de una
variable a controlar con un valor deseado y cuando existe una desviación, efectúa
una acción de corrección sin que exista intervención humana.
Los sistemas de control industrial pueden ser operados como sistemas de lazo
abierto o sistemas de lazo cerrado.
Los primeros sistemas industriales de lazo abierto o lazo cerrado usados fueron
controladores neumáticos, durante los 60´s y 80´s, la mayoría de los
controladores usaban amplificadores operacionales para proporcionar las
funciones de control, en los 80´s y 90´s se incorporaron los microprocesadores
con amplificadores operacionales para proporcionar un control digital. Dado que
todos estos tipos de controladores se encuentran en uso actualmente, es
necesario estudiarlos con sus componentes y funciones que desarrollan.
Un sistema de control elemental incluye la llamada unidad de medida, un
indicador, el registrador, un elemento final de control y el propio proceso a
controlar, estos elementos forman conceptualmente el lazo de control que puede
ser abierto o cerrado.

4. MARCO TEÓRICO
Controladores
Son aquellos instrumentos que reciben el valor de la variable medida y la
comparan con un valor deseado (set point) para luego tomar una acción correctiva
si el valor de desviación es muy grande. Estos instrumentos pueden recibir la
señal directamente del elemento primario o indirectamente a través de una señal
de transmisión estándar procedente de un transmisor.
Figura Nº1: Controladores
El cerebro de todos los sistemas de control se encuentra ubicado en el controlador
como tal; estos dispositivos son los encargados de impartir las órdenes para lograr
ejerce las acciones de control. Un buen diseño de los controladores asegura
ahorro de dinero y tiempo en toda industria.
El controlador es una componente del sistema de control que detecta los desvíos
existentes entre el valor medido por un sensor y el valor deseado “set point”,
programado por un operador; emitiendo una señal de corrección hacia el actuador.
Un controlador es un bloque electrónico encargado de controlar uno o más
procesos. Al principio los controladores estaban formados exclusivamente por
componentes discretos, conforme la tecnología fue desarrollándose se emplearon
procesadores rodeados de memorias, circuitos de entrada y salida. Actualmente
los controladores integrados los dispositivos mencionados en circuitos integrados
que conocemos con el nombre de microcontroladores. Los controladores son los
instrumentos diseñados para detectar y corregir los errores producidos al
comparar y computar el valor de referencia o “Set point”, con el valor medido del
parámetro más importante a controlar en un proceso.

5. Figura Nº2: Sistema de control de lazo cerrado
¿Qué es el Flujo?
Fluido: Sustancia que se deforma continuamente al ser sometida a una fuerza
tangencial, de tal manera que adopta espontáneamente la forma del recipiente
que lo contiene.
Flujo: Fluido en movimiento, debido a una diferencia de presiones.
Características del flujo
 Viscosidad del fluido: Si el fluido que forma el flujo es real su viscosidad
es positiva y se tratará de un flujo real. Para ciertas aproximaciones se
ignorará el efecto de la viscosidad y se le asignará un valor nulo a la
resistencia viscosa. En ese caso el fluido es ideal y el flujo así formado
también lo será.
 Densidad del fluido: Si el flujo se da para un fluido de densidad constante,
el fluido y el flujo se denominarán incompresibles. El flujo será compresible
si el fluido que lo origina lo es y en ese caso la función de densidad será un
campo escalar de posición y tiempo.
 Permanencia del flujo: Si las características del flujo son invariantes en el
tiempo, esto es, permanecen, se dirá que el flujo es permanente, de lo
contrario se clasificará como flujo no permanente.
 Orden del flujo: El orden del flujo dará origen a los flujos laminares o
turbulentos.
 Región de flujo: Los flujos reales ocurren en el espacio y por consiguiente
sus características, estrictamente, varían en tres coordenadas espaciales y
en el tiempo.

6.  Vorticidad del flujo: Una partícula fluida, en el seno de un medio fluido en
movimiento, está sometida a esfuerzos normales (presión) y cortantes
(fricción) y como consecuencia de la acción combinada de los esfuerzos
cortantes que soporta puede rotar sobre alguno o algunos de sus ejes. La
velocidad angular es particular alrededor de cada eje. La combinación de
esas velocidades angulares origina que la partícula rote en el espacio con
mayor o menor rapidez, o que no rote en absoluto respecto a ningún eje. .
 Comportamiento espacial: Si las características del fluido y del flujo no
cambian entre los diferentes puntos de la región de flujo se tiene un flujo
uniforme. Si esas características varían de uno a otro punto dentro de la
región de flujo se tiene un flujo variado.
 Extensión del campo de flujo: El flujo interno corresponde al flujo en una
región limitada, el flujo externo se refiere al flujo en una región no limitada,
donde el foco de atención está en el patrón de flujo alrededor de un cuerpo
sumergido en el fluido.
Tipos De Flujo
 Flujos Abiertos: El flujo de canales abiertos tiene lugar cuando los líquidos
fluyen por la acción de la gravedad y solo están parcialmente envueltos por
un contorno sólido. En el flujo de canales abiertos, el líquido que fluye tiene
superficie libre y sobre él no actúa otra presión que la debida a su propio
peso y a la presión atmosférica. El flujo en canales abiertos también tiene
lugar en la naturaleza, como en ríos, arroyos, etc.
 Flujos Cerrados: son aquellos que están limitados por unas dimensiones
específicas, entre ellos tenemos a las tuberías
 Flujos Laminares: Las partículas se desplazan siguiendo trayectorias
paralelas, formando así en conjunto capas o láminas de ahí su nombre, el
fluido se mueve sin que haya mezcla significativa de partículas de fluido
vecinas. Este flujo se rige por la ley que relaciona la tensión cortante con
la velocidad de deformación angular
 Flujos Turbulentos: las partículas se mueven de forma desordenada en
todas las direcciones; es imposible conocer la trayectoria individual de cada
partícula. La caracterización del movimiento debe considerar los efectos de
la viscosidad y de la turbulencia
 Flujos Cavitantes: Es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el
agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una
arista afilada, produciendo una descompresión del fluido
Controladores de flujo
Los controladores de flujo, son aquellos dispositivos que controlan los procesos de
sustancia que se deforma continuamente al ser sometida a una fuerza tangencial

7. en movimiento, precisa el control de líquidos en una amplia variedad de
aplicaciones industriales.
Figura Nº3: Controlador de Flujo
Descripción de un sistema de control de flujo
La planta (cuya estructura completa se muestra en la Figura 3) consta de tres
cilindros (o tanques) T1, T2 y T3 de sección A. Estos cilindros están
interconectados en serie mediante tuberías de sección Sn. En el lado derecho del
tanque T2 se encuentra la válvula de desagüe, que también tiene una sección Sn.
El líquido que sale a través ésta se acumula en un depósito rectangular ubicado
debajo de los tanques. Este depósito suministra el líquido a las bombas 1 y 2 que,
a su vez, se encargan de generar el flujo de entrada a los tanques T1 y T2.
Figura Nº4: Modelo esquemático del sistema de tres tanques
La planta es un sistema cerrado, de forma que el líquido que llega al depósito
inferior desde los tanques retorna a los mismos por medio de las bombas. Además
de la válvula de desagüe de T2, existen otras cinco válvulas. Dos de ellas se
utilizan para conectar dos tanques consecutivos (una para los tanques T1-T3 y

8. otra para la conexión de los tanques T3-T2), pudiendo ser cerradas manualmente
para cancelar la comunicación entre dos tanques consecutivos. Las otras tres
válvulas, denominadas válvulas de drenaje, se encuentran colocadas en la parte
inferior de cada tanque. Mediante estas tres válvulas es posible vaciar de forma
manual los tanques.
El sistema dispone además de dos bombas alimentadas por sendos motores DC.
El flujo proporcionado por cada bomba será proporcional al voltaje aplicado al
motor. Los controladores, que se han implementado utilizando Simulink, se
encuentran en un computador. Se necesita un A/D para leer los niveles de los
líquidos de los tanques T1, T3 y T2, y dos convertidores D/A para controlar las
bombas. En la Figura 2 se muestra la estructura principal completa del lazo de
control.
En el sistema global, los caudales de flujo de cada bomba (Q1 y Q2) corresponden
a las señales de entrada del proceso, es decir, son las variables manipuladas, y
los niveles de los tanques T1 y T2 (h1 y h2) son las señales de salida o variables
controladas.
Ventajas de los controladores de flujo
 Prevención de inundaciones
 Controla flujos en estructuras de detención
 Controla flujos de descarga en presas y tanques
 Aireación de descargas de tanques de tormentas
 Controla flujos de entrada en registros de captación
 Captura y controla basura flotante
 Controla erosión y disipación de energía

9. DISCUSIÓN
Como se pudo observar los controladores juegan un papel muy importante a la
hora de monitorear, supervisar y dar la orden al sistema de actuar con respecto al
valor de una variable que considere esta fuera o se separa en gran medida del
rango de medición para el valor el cual está controlando, por consiguiente los
controladores son muy importantes en los diferentes tipos de procesos industriales
debido a lo especificado anteriormente.
Dentro del cualquier proceso de producción se tienen diversos procesos
subsecuentes los cuales forman parte del proceso “primario”, en otras palabras
procesos que llevan consigo otros procesos que apoyan a la producción de un
determinado producto. El papel del controlador en estos determinados procesos
es de dar una señal de acción con respecto a los datos de entrada enviados por
otro dispositivo el cual trabaja en conjunto con él y es el encargado de la
retroalimentar el sistema como es el sensor.
Los controladores no trabajan de manera independiente en el sistema, ellos son
solo una parte de un conjunto de dispositivos los cuales son empleados para
observar, juzgar, decidir y por ultimo actuar en relación a las distintas variables
envueltas en el sistema. Los componentes o elementos involucrados en cualquier
sistema de control son los elementos primarios, los transmisores, los
controladores, los elementos finales de control, la fuente de alimentación, los
circuitos que generan funciones especiales y los indicadores o registradores.
Para el control del flujo o fluido es necesario emplear una serie de medidores los
cuales serán los encargados de evaluar y determinar la cantidad de líquido que
pasa a través de las tuberías entre estos tenemos:
o Los medidores volumétricos los cuales miden el flujo en unidades de
volumen de tiempo. Esta se logra mediante la medición de presión
diferencial.
o Medidores másicos: miden el flujo volumétrico tomando en cuenta las
variaciones en la densidad o masa del fluido.
o Medidores de velocidad del fluido: los cuales miden la velocidad a la que
viajan las partículas del fluido.
En la industria existen variadas formas de medir, cuantificar y controlar un fluido
que forme parte de un proceso. El flujo no es otra cosa que la velocidad con la que

10. fluye un cierto tipo de caudal a través de un medio. De estas magnitudes se
desprenden la viscosidad, la masa del fluido, el diámetro y forma las tuberías o
recamares por donde circula, el tiempo que se demora en recorrerlas, etc. El
control del fluido desempeña un papel muy importante en procesos químicos y
petrolíferos, en el empleo del control de estos flujos los controladores auto
ajustables son los que mejor resultados ofrecen. Las válvulas son elementos
importantes para el control del fluido ellas se usan para regular o controlar el flujo
de un líquido a través de un sistema.

11. CONCLUSIÓN
Los controladores son de suma importancia en los procesos industriales, ya que
ayudan a control todas las variables presentes en el sistema, existen diversos
controladores que se adaptan a las necesidades de las industrias; entre ellos
tenemos los controladores de temperatura, de flujo, de nivel, entre otros.
Los controladores de flujo permiten determinar que sustancias pasa por una cierta
área recibiendo una señal y controlando el fluido de dicha sustancias, estos
controladores vigilan el flujo que posee un cierto fluido, existen diversos tipos de
flujos, entre ellos tenemos los abiertos, cerrados, laminares y turbantes entre
otros, los controladores de flujo ayuda a la prevención de inundaciones, al
monitoreo constante del fluido, entre otros.

12. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Que son controladores. [En línea]. Consultado el 11 de marzo de 2014. Disponible
en:http://www.revistavirtualpro.com/ediciones/instrumentacion_y_control_tipos_de
_controladores-2009-02-01_21
Controladores. [En línea]. Consultado el 11 de marzo de 2014. Disponible en:
http://es.scribd.com/doc/2634725/CONTROLADORES
Sistemas de control de fluido. [En línea]. Consultado el 11 de marzo de 2014.
Disponible en:
http://fem.um.es/publications/2006/MPTL11/Simulations/ThreeTank_Autotech/otra
s/guion.htm
Duque, Camilo. Medición de caudal. Consultado el 13 de Marzo de 2014. [En
línea]. Disponible en: http://www.slideshare.net/camilorene/instrumentacin-de-
control-clase-8-caudal
Cómo funcionan las válvulas de control. Consultado el 13 de Marzo de 2014. [En
línea]. Disponible en: http://www.ehowenespanol.com/funcionan-valvulas-control-
flujo-como_110426/