MEDIDORES DE NIVEL DE LÍQUIDOS.

La medida del nivel de los líquidos es una de las mediciones fundamentales que se encuentran con más frecuencia en las industrias químicas.
El conocimiento del nivel de un líquido dentro de un recipiente puede necesitarse simplemente para comprobar la cantidad de material en existencia, para determinar la cantidad de líquido que se suministra a un proceso, o bien puede ser la medición primaria en un sistema de regulación destinado a mantener el nivel en un recipiente que forma parte de un proceso continuo.
Un factor importante es la forma del recipiente en el cual se debe medir el nivel del líquido. El grado de exactitud depende de la forma del recipiente, ya que en un recipiente alto y de pequeño diámetro puede medirse más exactamente que otro aplanado y de diámetro grande.
Recíprocamente, cuando hay que regular el nivel de un líquido, quizá sea conveniente tener un recipiente de gran sección transversal horizontal, ya que esto proporcionará capacidad de regulación al sistema. Evidentemente, la forma del recipiente no sólo influirá sobre la sensibilidad del instrumento medidor del nivel del líquido en las cuantificaciones de volúmenes, sino también habrá de tenerse en cuenta en la elección del tipo de instrumento más conveniente para el caso.
El nivel de los líquidos puede determinarse empleando diversos instrumentos de medición, que a continuación se detallan.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA DIRECTA.
Los instrumentos de medida directa son aquellos que trabajan midiendo directamente la altura de un líquido sobre una línea de referencia. Los principales instrumentos de medida directa son el medidor de sonda, nivel de cristal e instrumentos de flotador.

Medidor de Sonda.
El medidor de sonda es un instrumento bastante simple para medir niveles, que consiste en una varilla o regla graduada de una longitud conveniente para ser introducida dentro de un depósito La determinación del nivel dentro del recipiente, se mide por lectura directa de la longitud de la varilla mojada por el líquido y es esencial que en el momento de la medición el tanque se encuentre abierto a presión atmosférica.
Este método es efectivo y ampliamente utilizado para medir el nivel en los tanques de una gasolinera, pero no es muy práctico sobre todo si el contenido a medir es tóxico o corrosivo, ya que el individuo que introduce la varilla debe estar de pie sobre la abertura del tanque para manejarla.
Otro tipo de medidor, consiste en una varilla graduada que en su extremo inferior posee un gancho que se sumerge en el seno del líquido contenido en el tanque. Luego, éste se levanta hasta que rompa la superficie del líquido, de modo que la distancia desde esta superficie hasta la parte superior del tanque represente, indirectamente, el nivel. Este instrumento se emplea, generalmente, en tanques de agua que se encuentran a presión atmosférica
Un sistema parecido a los descritos anteriormente es el medidor de cinta graduada y plomada que se emplea cuando es difícil que la varilla o regla tenga acceso al fondo del tanque

Nivel de Cristal.
El nivel de cristal consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectados a bloques metálicos y cerrados por prensaestopas, que están unidos al tanque, generalmente, mediante tres válvulas, dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo, para impedir el escape del líquido en caso de rotura del cristal, y una de purga (f
Dentro de los medidores de nivel de cristal podemos encontrar el medidor de nivel de cristal normal y el medidor de nivel de cristal con armadura. El primero, se emplea para presiones de hasta 7 bar. Cuando las presiones son más elevadas que 7 bar, el cristal de este medidor es grueso, de sección rectangular y protegido por una armadura metálica
La determinación del nivel del líquido para este tipo de medidor se puede realizar por intermedio de un cristal a reflexión o bien por transparencia. En el primer caso, tal como lo muestra la, el vidrio en contacto con el líquido está provisto de ranuras longitudinales que actúan como prismas de reflexión, indicando la zona de líquido con un color oscuro casi negro, y la zona superior en contacto con el vapor, de color claro.
En la lectura de nivel por transparencia, el líquido está contenido entre dos placas de vidrio planas y paralelas que permiten ver directamente el nivel mejorando, de esta forma, la apreciación visual del color, características o interfase del líquido, al acoplar una lámpara de iluminación al sistema.
Para mayor seguridad, las válvulas de cierre incorporan una pequeña bola que actúa como válvula de retención en caso de rotura del vidrio.
La ventaja principal de los medidores de nivel de cristal es la gran seguridad que ofrece en la lectura del nivel del líquido, pudiendo controlar con ellos, la lectura de los otros tipos de aparatos de nivel.
Una debilidad de los niveles de vidrio es que son muy susceptibles de ensuciarse por las características del líquido que miden, impidiendo, de este modo, que el nivel pueda apreciarse claramente. Entre los líquidos que presentan este inconveniente figuran el caramelo y los líquidos pegajosos.
Por otro lado, el nivel de vidrio permite sólo una indicación local, pero pueden emplear espejos para lectura a distancias limitadas o bien, utilizar cámaras de televisión para mayores distancias de transmisión.


Instrumentos de Flotador.
La medición de nivel con instrumentos de flotador es menos común en la industria en general, pero se emplea muy frecuentemente en el campo del tratamiento de aguas potables y de desechos.
Hay que señalar que en estos instrumentos, el flotador puede tener formas muy variadas y estar formado por diversos materiales según sea el tipo de fluido.
Básicamente, consisten en un flotador situado en el seno del líquido y conectado al exterior de un tanque indicando directamente el nivel, donde dicha conexión puede ser directa, magnética o hidráulica.

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, para limitar su movimiento. Constituye el modelo más antiguo y el más 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 que señala sobre una escala graduada. Este indicador está provisto de un contrapeso de tal manera que la cinta o cadena se mantenga tensa
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 transmiten el movimiento de éste por medio de un 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 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 cuenta condiciones de resistencia a la corrosión y para soportar altas presiones o vacío.
En tanques pequeños, el flotador puede adaptarse para actuar magnéticamente sobre un transmisor neumático o eléctrico dispuesto en el exterior del tanque que capta la variable de 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 transmisores electrónicos consisten en su forma 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 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.
En general, los instrumentos de flotador tienen una precisión de ± 0.5 %. Además son adecuados en la medida de niveles en tanques abiertos y 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 agarrotarse en 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.