1. El documento describe diferentes métodos para medir el nivel de líquidos en depósitos, incluyendo medidores directos, de presión hidrostática, propiedades eléctricas y desplazamiento. 2. Los medidores directos incluyen varillas de medición, cristales y flotadores acoplados magnéticamente. Los medidores de presión hidrostática incluyen manométricos y de burbujeo. 3. También se describen medidores capacitivos, de ultrasonido y por diferencial de presión. Cada

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OSCAR FERNANDO DAZA PEREZ.
ING: JOSUE IGNACIO ACERO VARGAS.
MEDICION DE NIVEL.
TEGNOLOGO EN MANTENIMIENTO Y MANUFACTURA.
CENTRO INDUSTRIAL DE MANTENIMIENTO Y MANUFACTURA.
(CIMM)
SOGAMOSO
2014

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INTRODUCCION
Dentro de los procesos industriales la medición y el control de nivel se hace
necesario cuando se pretende tener una producción continua, cuando se
desea mantener una presión hidrostática, cuando un proceso requiere de
control y medición de volúmenes de líquidos o; bien en el caso más simple,
para evitar que un líquido se derrame, la medición de nivel de líquidos,
dentro de un recipiente parece sencilla, pero puede convertirseen un
problema más o menos difícil, sobretodo cuando el material es corrosivo ó
abrasivo, cuando semantiene a altas presiones, cuando es radioactivo ó
cuando se encuentra en un recipiente sellado en el que no conviene tener
partes móviles o cuando es prácticamente imposible mantenerlas, el control
de nivel entre dos puntos, uno alto y otro bajo, es una de las aplicaciones
más comunes de los instrumentos para controlar y medir el nivel, los niveles
se pueden medir y mantener mediante dispositivos mecánicos de caída de
presión, eléctricos y electrónicos.
Tipos y características
Existen distintos métodos para la medición de nivel de líquidos con
características particulares que los hacen más para unas aplicaciones u otras.
Los principales tipos de medidores de nivel son los que se basan en:
1. Medición directa.
2. La presión hidrostática.
3. Las propiedades eléctricas del líquido.
4. El desplazamiento.
Los medidores de nivel comerciales suelen combinar varios de los métodos
anteriormente citados para aprovechar cada una de las ventajas que ofrecen.
1.- Medidores de nivel directos.
Son aquellos que se basan en la medición directa de la altura de líquido. Se
pueden dividir en aquellos que son mecánicos y generalmente manuales de
los que basan la medición del nivel en un flotador acoplado a equipo eléctrico.

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Varilla de medición
Consiste en una varilla que se introduce en el tanque a medir. Al retirar la
varilla del depósito, el nivel alcanzado quedará marcado en la varilla.
El operario que realiza la medición está en la partealta del depósito por lo que
este método está contraindicado para la medición de productos cuyas
propiedades puedan ser perjudiciales para el operario o sea complejo situarse
en la parte alta del depósito.
Cristal de medición
A dos llaves situadas en los extremos inferior y superior del depósito se coloca
un tubo de vidrioo plástico transparenteque permite vervisualmentela altura
del líquido.
Tiene la ventaja de ser rápido y cómodo y la desventaja principal es que el
elemento transparentesuele ser menos resistente que el material con el que
está fabricado el depósito y puede romperse ocasionando un vertido de
producto.

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Flotador
Un flotador en el interior del depósito marca permanentemente el nivel del
líquido. Hay múltiples maneras de transmitir el nivel del flotador al operario.
Mecánicamente. Mediante una cuerda, se ata el flotador a un contrapeso y
una escala calibrada que marcan el volumen del líquido. Rápido, económico y
directo pero voluminoso y que puede enredarse.
Magnéticamente. El flotadorlleva incorporadoun iman quetransmite la señal,
bien a una pieza metálica en el exterior, la cual se mueve en función del
flotador o bien a un circuito eléctrico que se abre o cierra en función de la
presencia o no del flotador.
Coltech fabrica medidores de nivel por flotador del segundo tipo.
En ocasiones, como los depósitos de combustibles líquidos, por temas legales,
es necesario calcular el volumen del depósito a una temperatura concreta.
Como el nivel de líquido varía con la temperatura, algunos de estos medidores
de nivel, deben incorporar un sensor de temperatura para compensar así las
desviaciones.
Flotador de Conexión Directa.
Este modelo de flotador es, generalmente, una pieza metálica hueca de forma
circular, con alambres de guía que van de la parte superior a la inferior del
tanque, paralimitar sumovimiento. Constituyeelmodelo másantiguo y elmás

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utilizado en tanques de almacenamiento de gran capacidad como los de fuel-
oil y gas-oil.
El flotador de conexión directa está unido por una cadena o cinta flexible que
desliza en un juego de poleas a un indicador de nivel exterior queseñala sobre
una escala graduada. Este indicador está provisto de un contrapeso de tal
manera que la cinta o cadena se mantenga tensa (figura2.3.a).
Por otro lado, este tipo de instrumento tiene el inconveniente de que las
partes móviles están expuestas al fluido y pueden romperse. Además, el
tanque no puede estar sometido a presión y es esencial que el flotador se
mantenga limpio.
Flotador acoplado magnéticamente.
Se ha desarrollado una gran variedad de medidores de nivel activados con
flotador,que transmitenel movimiento deéste pormedio deun acoplamiento
magnético.
Este instrumento de medición de nivel consta de un flotador desliza
exteriormente a lo largo de un tubo de guía sellado, situado verticalmente en
el interior del tanque (figura 2.3.b). Dentro del tubo, una pieza magnética o
imán, suspendida por medio de una cinta o cable, sigue al flotador en su
movimiento y mediante el cable y un juego de poleas arrastra el índice de un
instrumento situado en la parte superior del tanque. Además, este
instrumento puede tener interruptores de alarma y transmisor incorporados.
El flotador y el tubo de guía, que están en contacto con el fluido que se está
midiendo, se producen en una gran variedad de materiales, tomando en

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cuenta condiciones deresistencia a la corrosiónypara soportaraltaspresiones
o vacío.
En tanques pequeños, el flotador puede adaptarse para actuar
magnéticamente sobre un transmisor neumático o eléctrico (figura 2.3.c)
dispuesto en el exterior del tanque que capta la variablede proceso, nivel, y la
transmite a distancia hacia el instrumento indicador, permitiendo así un
control de nivel. Una aplicación típica la constituye el control de nivel de una
caldera de pequeña capacidad de producción de vapor.
En el caso específico del transmisor neumático, convierten el movimiento del
elemento de medición en una señal neumática que se transmite, como se dijo
anteriormente, hacia el instrumento indicador.
Los transmisoreselectrónicosconsistenen suforma más sencilla, en una barra
rígida apoyada en un punto sobre la cual actúan dos fuerzas en equilibrio, la
fuerza ejercida por el elemento de medición y la fuerza electromagnética de
una unidad magnética.
Flotador Acoplado Hidráulicamente.
El flotador acoplado hidráulicamente (figura 2.3.d) actúa en su movimiento
sobre un fuelle de tal modo, que varía la presión de un circuito hidráulico y
señala a distancia, en el receptor, el nivel correspondiente. Permite distancias
de transmisión de hasta 75 metros y puede emplearse en tanques cerrados.
Sin embargo, requiere una instalación y calibración complicadas, y posee
partes móviles en el interior del tanque.

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En general, los instrumentos de flotador tienen una precisión de ± 0.5 %.
Además sonadecuadosen la medida deniveles en tanques abiertosy cerrados
a presión o al vacío, y son independientes del peso específico del líquido.
Uno de los inconvenientes más frecuentes es que el flotador puede
agarrotarseen el tubo guía por un eventual depósito de los sólidos o cristales
que el líquido pueda contener y además, si el tubo guía es muy largo puede
dañarse ante olas bruscas en la superficie del líquido o ante la caída violenta
del líquido en el tanque.
QUE ES LA PRESION HIDROSTATICA:
Presión hidrostática
Es la partede la presión debida al peso de un fluido en reposo. En un fluido en
reposo la única presión existente es la presión hidrostática, en un fluido en
movimiento además puede aparecer una presión hidrodinámica adicional
relacionada con la velocidad del fluido. Es la presión que sufren los cuerpos
sumergidos en un líquido o fluido por el simple y sencillo hecho de saberse
dentro de este.
La presión hidrostática es la fuerza por unidad de área que ejerce un líquido
en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene y sobre cualquier
cuerpo que se encuentre sumergido, como esta presión se debe al peso del
líquido, esta presión depende de la densidad (p), la gravedad (g) y la
profundidad (h) del el lugar donde medimos la presión (P) P=p*g*h

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Si usas las Unidades del Sistema Internacional la Presión estará en Pascales (
Pa =N/m^2),la densidad en Kilogramo sobre metro cubico(Kg/m^3), la
gravedad en metro sobre segundo al cuadrado (m/s^2) y la profundidad en
metro (m), si te fijas(Kg/m^3)*(m/s^2)*(m)=(Kg/(s^2*m))=(N/m^2)
Medidores de nivel hidrostáticos
Se basan en la presión que ejerce la columna de líquido. Esta presión
dependerá del nivel de producto, de su densidad y de la presión atmosférica.
Medidores de nivel por presión
La manera más sencilla de medir el nivel es colocar un sensor de presión
relativa ( sin contar la presión atmosférica ) en la parte baja del depósito. La
presión del líquido será recogida por el sensor y ajustando por la densidad se
conocerá el nivel.
Medidor Manométrico.
El medidor manométrico (figura 2.4) consiste en un manómetro conectado
directamente a la parteinferior del tanque, dondeademás pueden observarse
varios accesorios como son una válvula de cierre para el mantenimiento del
líquido, y un pote de decantación con una válvula de purga.
El manómetro mide la presión debida a la altura h que existe entre el nivel del
tanque y el eje del instrumento. De este modo, el campo de medida del

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instrumento corresponderá a 0 - h · g · g pascal, donde h es la altura del
líquido, g su densidad en kg/cm3 y g la aceleración de la gravedad (9.8 m/s2).
Como las alturas son limitadas, el campo de medida es bastante pequeño, de
modo queel manómetroutilizado tiene un elemento demedida del tipo fuelle,
el cual es utilizado frecuentemente para la medición de presiones bajas.
Este instrumento sólo sirve para fluidos limpios ya que si el líquido es
corrosivo, coagula o bien tiene sólidos en suspensión, el fuelle puede
destruirse o bien bloquearse perdiendo su elasticidad. Por otro parte, la
medida está limitada a tanques abiertos y el nivel viene influido por las
variaciones de densidad del líquido.
Una variante emplea un transductor de presión suspendido de la parte
superior del tanque e inmerso en el líquido, transmitiendo la señal a través de
un cable que acompaña al de suspensión.
Medidores de nivel por burbujeo
Cuando no es posible o conveniente colocar un sensor de presión en el fondo
del depósito, se puede colocar una varilla hueca que llegue hasta el fondo y
desplazar el líquido que hay dentro de la varilla por aire. Sobre el punto más
bajo de la varilla se ejercerá una presión equivalente a la altura del líquido que
se transmitirá hasta un punto alejado del depósito donde se coloca un sensor
de presión.

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Son equipos muy robustos que no tienen partes móviles en contacto con el
líquido y seguros por no llevar electricidad a la zona del depósito. El burbujeo,
además,limpia la zona yevita quesequeden resíduosqueimpidan la medición
del nivel. Está desaconsejado su uso en líquidos muy viscosos en los que la
burbuja no pudiera quedar atrapada y no se transmita la presión de manera
correcta.
Los medidores de nivel de la serie NV1000 de Coltech funcionan bajo este
método.
El medidor de tipo burbujeo es el más flexible y generalmente utilizado. Este
instrumento coloca un tubo sumergido en el líquido, a través del cual se hace
burbujear aire mediante un rotámetro con regulador de caudal incorporado
que permite mantener un caudal de aire constante a través del líquido,
independientemente del nivel. Si no existiera, habría una gran diferencia en
los caudales de aire necesarios desde el nivel mínimo al máximo,
produciéndoseun gasto de aire indebido. La tubería empleada suele ser de ½
pulgada con el extremo biselado para una fácil formación de las burbujas de
aire
Medidores de nivel por presión diferencial
El principal inconveniente de medir la presión para encontrar el nivel, es que
la altura del líquido depende de la densidad del mismo. Muchas veces la
densidad es desconocida o variable, bajo efectos como la temperatura.
Midiendo en dos puntos a una distancia conocida, se puede calcular la
densidad y una vez conocida, calcular con precisión la altura del líquido.

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Medidores de nivel según las propiedades eléctricas del producto a medir
Medidores de nivel capacitivos
Funcionan midiendo las variaciones de la capacitancia de una sonda
introducida en el líquido del cual se quiere medir el nivel.
La constante dieléctrica del líquido es diferente de la del aire; midiendo la
cantidad de carga eléctrica en la sonda se establece la altura del líquido.
Los medidores de nivel capacitivos ofrecen la ventaja de no tener partes
móviles.
Los medidores de nivel de la serieSC de Coltech funcionan bajo este principio.
Medidores de nivel por ultrasonidos.
Los niveles de ultrasonidos emiten una onda que llega hasta la superficie del
líquido y rebota hasta volver a llegar al sensor denivel. El tiempo que tarda la
onda en ir y venir determinará la distancia entre sensor y altura, que restando
de la altura total, ofrecerá la altura del líquido.
Generalmente trabajan a 20 o 40 kHz.
Ofrecen la ventaja de que no hay partes inmersas en el líquido y su colocación
es muy sencilla. Pueden presentar problemas cuando los líquidos forman
espumas o la geometría del depósito genera ecos que perturban la señal de la
lámina de líquido.
Medidores de nivel conductivos
Funciona en líquidos conductores de la electricidad y detectan el cierre de un
circuito eléctrico.
Se suelen emplear como medidores discretos por puntos. Se colocan dos
electrodos a la altura que se desea controlar. Un electrodo está conectado al
negativo de una pila y otro al positivo. Cuando el líquido baña ambos
electrodos, se cierra el circuito eléctrico, detectándose, de esta manera, que
el líquido ha alcanzado este nivel.

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Son muy sencillosy económicos. El principalinconveniente es queno todos los
líquidos conducen la electricidad, lo que restringe el ámbito de aplicación de
esta tecnología.
Medidor de Nivel Conductivo.
El medidor de nivel conductivo consiste en uno o varios electrodos y un relé
eléctrico o electrónico, dispositivo que abre y cierra un circuito, que es
excitado cuando el líquido moja a dichos electrodos. El líquido debe ser lo
suficientemente conductor para excitar el circuito electrónico, y de este modo
el aparato puede discriminar la separación entre el líquido y su vapor, y tal
como ocurre, por ejemplo, en el nivel de agua de una caldera de vapor. La
impedancia o resistencia mínima aparente del circuito es del orden de los 20
MW/cm, y la tensión de alimentación es alterna para evitar fenómenos de
oxidación en las sondas por causa del fenómeno de la electrólisis. Cuando el
líquido moja los electrodos se cierra el circuito electrónico y circula una
corriente segura del orden de los 2mA. El relé electrónico dispone de un
temporizador de retardo que impide su enclavamiento ante una ola del nivel
del líquido o ante cualquier perturbación momentánea o bien, en su lugar se
disponen dos electrodos levemente separados enclavados eléctricamente en
el circuito.
El instrumento se emplea como alarma o control de nivel alto y bajo, utiliza
relés eléctricos para líquidos con buena conductividad (figura 2.11.a), y relés
electrónicos para líquidos con baja conductividad(figura2.11.b).Montadosen
grupos de 24 o más electrodos, puede complementar los típicos niveles de
vidrio de las calderas, y se presta a la transmisión de nivel a la sala de control
y a la adición de alarmas correspondientes.
Medidor de Capacidad.
El medidor de capacidad mide la capacidad del condensador formado por el
electrodo sumergido en el líquido y las paredes del tanque . La capacidad del
conjunto depende linealmente del nivel del líquido.
En los fluidos no conductores se emplea un electrodo normal y la capacidad
total del sistema se compone de la del líquido, la del gas superior y la de las
conexiones superiores.

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En fluidos conductores con una conductividad mínima de 100 microhmios/c.c,
el electrodo está aislado usualmente con teflón interviniendo las capacidades
adicionales entre el material aislante y el electrodo en la zona del líquido y del
gas.
El circuito electrónico (puente de capacidades, figura alimenta el electrodo a
una frecuencia elevada, lo cual disminuyela reactancia capacitiva del conjunto
y permite aliviar en parte el inconveniente del posible recubrimiento del
electrodo por el producto.
El sistema es sencillo y apto para muchas clases de líquidos. Sin embargo, hay
que señalar que en los fluidos conductores, los sólidos o líquidos conductores
que seencuentran en suspensión o emulsión, y las burbujas deaireo de vapor
existentes, aumentan y disminuyen respectivamente la constante dieléctrica
del fluido dando lugar a un error máximo de 3% por cada tanto por ciento de
desplazamiento volumétrico. Porotro lado, al bajarel nivel, la porciónaislante
del electrodo puede quedar recubierta de líquido y la capacidad adicional que
ello representa da lugar a un error considerable.
. Sistema de Medición por Rayos Gamma o Medidor Radiactivo.
El sistema de medición por rayos gamma (figura 2.15) consiste en un emisor
de rayos gamma montado verticalmente en un lado del tanque y con un
contador Geiger que transforma la radiación gamma recibida en una señal
eléctrica de corriente continua. Como la transmisión de los rayos es
inversamente proporcional a la masa del líquido en el tanque, la radiación
captada por el receptor es inversamente proporcional al nivel del líquido ya
que el material absorbe parte de la energía emitida.
Medidor Láser.
En aplicaciones donde las condiciones son muy duras, y donde los
instrumentos de nivel convencionales fallan, encuentra su aplicación el
medidor de nivelláser (figura2.16),y eldescrito en el punto anterior. Esel caso
de la medición del metal fundido, donde la medida del nivel debe realizarse
sin contacto con el líquido y a la mayor distancia posible por existir unas
condiciones de calor extremas.

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El sistema consiste en un rayo láser enviado a través de un tubo de acero y
dirigido por reflexión en un espejo sobre la superficie del metal fundido. El
aparato mide el tiempo que transcurreentre el impulso emitido y el impulso
de retorno, quees registrado en un foto detector de alta resolución. El tiempo
transcurrido es directamente proporcionala la distancia del aparato emisor a
la superficie del metal fundido. Un microprocesador convierte este tiempo al
valor de la distancia a la superficie del metal en fusión, proporcionando, de
este modo, la lectura del nivel.
4.- Medidores de nivel por desplazamiento
Funcionan acoplando un flotador a un indicador mecánico mediante un brazo.
El flotador semueve a lo largo del rango del depósito y ese desplazamiento se
transmite al dial mediante el brazo.
Son sencillos pero no suelen tener una precisión muy alta.
BIBLIOGRAFIAS:
http://www.coltech.es/informacion/45-medidores-de-nivel/65-medidores-
de-nivel-tipos-y-caracteristicas.html
http://www.industriaynegocios.cl/Academicos/AlexanderBorger/Docts%20Docencia/Semi
nario%20de%20Aut/trabajos/2001/Alvarez%20Labarca/Medicion%20de%20NIveles.htm
es.scribd.com/doc/16713917/PRESION-HIDROSTATICA