Todas las teoras son legtimas y ninguna tiene importancia. Lo que importa es lo que se hace con ellas. Jorge Luis Borges (1899-1986) Escritor argentino

Conjunto de teoras y de tcnicas que permiten el aprovechamiento prctico del conocimiento cientfico, orientados a producir bienes y ser-vicios de utilidad econmica, social, y poltica.

En esta seccin, cada semestre, expertos nacionales y/o extranje-ros, ofrecern artculos tcnicos que buscan sensibilizar a nuestros lectores, acercndolos con conoci-miento, a la aplicacin de la metro-loga en las diferentes actividades de nuestra sociedad.

Elementos para Restriccin

de Flujo de Gas

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Juan Manuel Ortiz Afanador TGI S.A. ESPJohn Fredy Velosa Chacn TGI S.A. ESP

1. INTRODUCCIN

Los elementos para restriccin de flujo son ac-cesorios que se instalan en medio de la tubera aguas abajo del sistema de medicin y que se caracterizan por reducir drsticamente el rea de flujo. Como consecuencia de esta reduccin en el rea de flujo se reproduce un fenmeno denominado flujo crtico bajo el cual se logra un control del caudal con independencia de las condiciones presentes aguas abajo del elemento de restriccin de flujo.

Esta condicin es aprovechada en la prctica para la proteccin de medidores de gas de tipo mecnico, tales como turbinas y rotativos, los cuales pueden fallar si se someten a caudales su-periores a su valor mximo nominal.

Cuando un medidor tipo turbina supera su capa-cidad mxima se presenta un desgaste excesivo de sus componentes mecnicos, tales como los labes del rotor y los rodamientos que soportan el eje del rotor, as como de otros mecanismos asociados. Bajo condiciones severas es posible que se fracturen los labes o que los rodamien-tos se bloqueen.

En el caso de los medidores rotativos, una ope-racin a altas velocidades genera desgaste de los lbulos y de la superficie interna del medidor (cmaras de medicin), lo cual ocasiona un au-mento de las tolerancias o huelgo mecnico en-tre las piezas. En ocasiones se puede presentar bloqueo de los lbulos, casi siempre como conse-cuencia de los efectos de alta velocidad e impu-rezas del gas, aunque tambin es posible que se presenten bloqueos por daos en los rodamien-tos que soportan los ejes de los lbulos. A dife-rencia de los medidores tipo turbina, en los que ante un bloqueo del rotor, el gas sigue fluyendo a travs del cuerpo del medidor, el bloqueo de un medidor rotativo generalmente produce una suspensin del flujo de gas.

Tpicamente, los fabricantes de medidores me-cnicos disean sus equipos para soportar sobre-cargas de flujo equivalentes a un 20% por encima de su capacidad nominal o caudal mximo. Sin embargo, esta situacin no est prevista para una operacin permanente sino para soportar pi-

cos puntuales de demanda que pueden llegar a presentarse eventualmente en la red, aguas aba-jo del sistema de medicin.

En operaciones de transferencia de custodia de gas, prcticamente la nica referencia que se toma como soporte para el diseo y aplicacin de los elementos para restriccin de flujo es el numeral 7.5.3.3 del Reporte AGA No. 7, edicin 2006 [1], el cual a su vez est basado en el tra-bajo de Arnberg [2] que en esencia es una reco-pilacin de estudios de diversas fuentes relacio-nadas con el tema.

2. CLASIFICACIN DE LOS ELEMENTOS PARA RESTRICCIN DE FLUJO DE GAS

En trminos generales hay tres tipos de elemen-tos para restriccin de flujo de gas. Las diferen-cias entre los dispositivos estn dadas principal-mente por su forma y geometra. A pesar de las diferencias en los diseos, el funcionamiento de todos los elementos se basa siempre en el fe-nmeno de flujo crtico que se abordar en la prxima seccin. A continuacin se describen los elementos ms usados para restriccin de flujo de gas:

Placa (orificio crtico): Consistente en una placa con un orificio circular concntrico, de bordes rectos y afilados, similar a las que se usan para medicin de gas (AGA 3 ISO 5167), pero disea-da bajo las consideraciones de la teora de flujo crtico1. Estas placas a su vez pueden subdivi-dirse en placas delgadas (thin plates) y placas gruesas (thick plates), segn la relacin entre su espesor y el dimetro del orificio.

Las placas delgadas reciben su nombre debido a que tienen un lmite mximo para la longitud del orificio (tambin conocido como espesor del orificio), de tal forma que la relacin entre el es-pesor del orificio y el dimetro del orificio (T/D) debe ser inferior a 0,125.

Resumen y Motivacin

Los elementos para restriccin de flujo de gas constituyen el elemento complementario de los sistemas de medicin tipo mecnico (turbinas y rotativos) que brinda el mayor beneficio al ms bajo costo. Paradjicamente, no todas las estaciones de medicin poseen este tipo de compo-nentes y en ocasiones, como consecuencia de aspectos operacionales de carcter normal o de eventos inesperados, los medidores que no cuentan con estos dispositivos sufren degradacin de su desempeo metrolgico y daos severos en sus componentes mecnicos, lo cual se traduce en riegos econmicos por la prdida del control de errores de medicin y sobrecostos por manteni-mientos, reparaciones, recalibraciones, reemplazo de cartuchos y compra de nuevos medidores.

En la prctica tambin es comn encontrar instalados elementos para restriccin de flujo con unas caractersticas de diseo y construccin que no garantizan la proteccin de los medidores porque permiten el paso de un caudal de gas superior al mximo admisible. En contraposicin, tambin es usual la instalacin de elementos que restringen excesivamente los medidores, ge-nerando prdida de su capacidad operativa y disminucin drstica de la presin en las tuberas aguas abajo del sistema de medicin.

El objetivo principal del presente artculo es brindar los fundamentos bsicos de la operacin de los elementos para restriccin de flujo, la cual se fundamenta en el fenmeno de flujo crtico y en los resultados de mltiples experimentos llevados a cabo en laboratorio sobre elementos de diversas formas y geometras; lo anterior con el propsito de contribuir a la correcta seleccin, diseo, dimensionamiento, construccin e instalacin de estos dispositivos. Figura 1. Elementos de restriccin de flujo tipo placa de orificio

(Tomado de [1])

1 Las placas de orificio usadas para medicin de caudal (Reporte AGA No. 3 o ISO 5167-2) se disean y operan estrictamente bajo consideraciones de flujo subsnico (Mach=M

Por su parte, las placas gruesas son aquellas que poseen una relacin T/D superior a 0,125. No obstante, cuando dicha relacin es considera-blemente mayor (del orden de 2 o 3) se tienden a denominar toberas cilndricas.

Tobera: Es un elemento de flujo consistente en una seccin convergente con respecto al sentido del flujo y en la mayora de los casos de bordes internos curvos. La seccin de menor rea de flu-jo se denomina garganta (throat).

Venturi: Su diseo representa la unin de una seccin divergente con una seccin convergente, ingresando el gas por la zona convergente. En la unin entre la zona convergente y divergente se localiza la garganta. El empalme entre las dos secciones puede realizarse de forma directa, es decir con superficies internas tangentes, sin oca-sionar cambios bruscos de geometra (garganta toroidal), o mediante un cilindro recto en cuyo caso existe una leve (garganta cilndrica).

3. FUNDAMENTOS DE FLUJO CRTICO

El fenmeno de flujo crtico hace referencia a la condicin bajo la cual la corriente de gas se ace-lera hasta alcanzar la velocidad local del sonido en la garganta del elemento de restriccin, esta se conoce a su vez como la velocidad crtica. En esta condicin, el caudal msico del gas que fluye a travs del elemento de restriccin es el mximo posible para las condiciones existentes aguas arriba, generndose as una restriccin del caudal.

No obstante, para que en un elemento de res-triccin se logre la condicin de flujo mximo o restriccin, mencionada anteriormente, es necesario que el cociente o relacin entre la presin absoluta a la salida y a la entrada del elemento de restriccin alcance un valor lmite2 dependiente de la naturaleza del gas (particular-mente su coeficiente isentrpico), las condicio-nes termodinmicas (presin y temperatura) y la geometra del elemento; una vez alcanzada esta relacin de presin (y por lo tanto el flujo crtico a travs de la garganta del elemento) el caudal msico se mantendr constante sin importar las condiciones aguas abajo de la restriccin.

Considerando que los elementos para restriccin de flujo deben ser seleccionados para operar con un medidor en particular, el cual posee un caudal mximo predefinido, se hace necesario estable-cer previamente cul es el caudal mximo que puede obtenerse al desarrollarse el fenmeno de flujo crtico a travs del elemento de restriccin que ser empleado en conjunto con el medidor.

De manera general este caudal puede ser esta-blecido mediante dos mtodos:

a. Clculo a partir de consideraciones teri-cas y correlaciones basadas en resultados de experimentaciones documentadas.

b. Caracterizacin experimental directa en laboratorio mediante mediciones de cau-dal para unas condiciones dadas de geo-metra y flujo.

Podra pensarse que si el caudal se determina mediante el segundo de los mtodos menciona-dos (siendo este el mtodo convencional para la determinacin del caudal a travs de elementos de flujo), no habra necesidad del primero y por lo tanto de ningn desarrollo terico para expli-car el fenmeno de flujo crtico. Sin embargo, esta condicin solo es posible si el elemento es empleado exactamente a las mismas condiciones bajo las cuales se realiz la caracterizacin en laboratorio.

Considerando lo anterior, en la mayora de apli-caciones prcticas, por razones tcnicas o eco-nmicas es necesario usar elementos para res-triccin de flujo bajo condiciones de operacin que difieren de las condiciones bajo las cuales se caracterizaron. Es aqu cuando la base terica para la correlacin de datos considerada para el primer mtodo cobra relevancia.

Debido a la complejidad que podran tener los modelos matemticos al incluir las diferentes variables, es necesario hacer uso de considera-ciones fsicas y termodinmicas que permitan simplificar el modelo para permitir su uso prcti-co bajo la forma de una ecuacin.

Para el caso particular del flujo crtico bajo con-diciones ideales, es decir como un modelo sim-plificado, se asumen tres condiciones:

a. El flujo es unidimensionalb. El flujo es isentrpicoc. El comportamiento del gas es ideal (Z=1)

Bajo estas condiciones el caudal de flujo crtico est dado por:

De acuerdo con la Ecuacin 1 el caudal msico ideal-terico (qmi) es una funcin de las condi-ciones de presin (pO) y temperatura de estan-camiento3 (TO), el rea de flujo (a*) y la cons-tante de flujo crtica (C*), la cual es una funcin adimensional exclusivamente dependiente de las propiedades del gas, que caracteriza las propie-dades termodinmicas de un flujo isentrpico y unidimensional entre la entrada y el orificio o la garganta; de esta forma, cualquier cambio en

las propiedades del gas (real) tendr un efecto significativo sobre la exactitud de los clculos, como se puede observar en la Figura 5.

Por lo anterior, bajo condiciones reales, se re-quiere la adicin de un factor adicional a la ecuacin anterior, denominado coeficiente de descarga (Cd), el cual tiene en cuenta que el comportamiento del gas no es ideal, debido a que el flujo no es estrictamente unidimensional y que existen efectos asociados a la capa lmite del fluido as como de fenmenos de flujo visco-so-compresible.

4. COEFICIENTE DE DESCARGA

La Ecuacin 2 representa el caudal msico real (qm), obtenido mediante la inclusin del coefi-ciente de descarga (Cd) a la Ecuacin 1 que re-presentaba el caudal msico terico-ideal.

El coeficiente de descarga (Cd) se define comn-mente como la relacin adimensional resultante del cociente el caudal real y el caudal terico (gas ideal, no viscoso, flujo isentrpico, unidi-mensional). Por lo tanto, mediante la aplicacin de este factor se espera corregir todas las incon-sistencias que surgen entre las condiciones de flujo tericas y reales, las cuales estn presentes en el modelo terico simplificado. No obstante, el coeficiente de descarga no puede compensar inconsistencias entre las condiciones bajo las cuales se determin y las condiciones bajo las cuales es aplicado en la prctica y que a gran-des rasgos tienen que ver con la necesidad de establecer una semejanza dimensional entre el modelo de laboratorio y la instalacin en campo.

Figura 2. Elemento de restriccin de flujo tipo tobera

Figura 3. Elemento de restriccin de flujo tipo tobera (Cortesa de Canada Pipeline Accessories)

2 Este valor lmite se conoce tambin como relacin de presiones crtica. Bajo condiciones ideales tiene un valor de 0,528 para el aire y de aproximadamente 0,546 para el gas natural. Dependiendo de la geometra particular del elemento de restriccin de flujo y del punto donde se midan las presiones es posible que dicha relacin sea superior al valor indicado.

Figura 4. Fenmeno de Flujo Crtico

(Ec.1)

3 Las condiciones de estancamiento representan el valor que tomaran las propiedades de una corriente de flujo si el flujo fuera llevado a un estado de reposo mediante un proceso isentrpico.

Figura 5. Variacin en la constante de flujo crtico del aire en funcin de las condiciones de presin y temperatura

(Ec.2)

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Algunos ejemplos comunes de este tipo de in-consistencias, y sus efectos en el coeficiente de descarga en elementos de flujo crtico son los siguientes:

1. El coeficiente de descarga puede variar si el perfil de velocidades de flujo y los efectos de capa lmite resultantes de las condiciones aguas arriba en campo son di-ferentes a las usadas en el laboratorio.

2. El coeficiente de descarga puede afectar-se por la presencia de pelculas de aceite o la deposicin de contaminantes sobre la superficie del elemento de restriccin de flujo como consecuencia de una inade-cuada separacin y filtracin del gas.

3. El coeficiente de descarga puede sufrir modificaciones por variaciones geomtri-cas relativamente pequeas en la cons-truccin y fabricacin de los elementos de restriccin de flujo en comparacin a las especificaciones de diseo y toleran-cias admisibles de los elementos evalua-dos en laboratorio, especialmente en los de menor tamao.

La semejanza geomtrica de un elemento para restriccin de flujo juega un papel muy impor-tante en el coeficiente de descarga, principal-

mente debido a la amplia variacin en las condi-ciones de capa lmite que se pueden generar de acuerdo con la geometra y diseos particulares empleados como elementos para restriccin de flujo. Los efectos de la geometra sobre el co-eficiente de descarga se pueden observar en la Figura 6.

Tambin resulta interesante analizar la Figura 7 en la cual se puede observar no solo el efecto de la geometra sobre el coeficiente de descarga, sino tambin la aparicin del fenmeno de flujo crtico una vez se alcanza la relacin de presio-nes crtica citada en la seccin 3. Un aspecto a resaltar tiene que ver con el desempeo de las toberas4 en comparacin con las placas y tiene que ver con el hecho de que para las toberas una vez alcanzado el flujo crtico el coeficiente de descarga se mantiene constante sin importar las condiciones aguas abajo (disminucin en la rela-cin de presiones) del elemento de restriccin de flujo. En el caso de las placas no se dispone del mismo comportamiento en el coeficiente de descarga, siendo este factor sensible con respec-to a la variacin de las condiciones aguas abajo.

Este ltimo aspecto fue documentado inicial-mente por Cunningham [3], quien estableci que en un sentido estricto, el flujo a travs de una placa delgada nunca llega a ser completamente crtico, observndose un incremento gradual del caudal msico a travs del orificio en la medida

en que disminuye la presin aguas abajo del mis-mo. No obstante la variacin en el coeficiente de descarga para una placa delgada puede ser del orden de 6% con respecto a la media de la va-riacin, lo cual brinda una tolerancia apta para su uso como elemento limitador de caudal.

As mismo, en la Figura 7 se observa que los co-eficientes de descarga para toberas (y en general para los Venturis) son significativamente mayo-res (ms cercanos a 1) a los de una placa del-gada. Particularmente para una placa delgada, de bordes rectos y afilados (sharp edged orifice) el valor del coeficiente de descarga puede va-riar entre 0,71 y 0,80 aproximadamente, depen-diendo de la relacin de presiones, mientras que para las toberas es superior a 0,955.

5. SELECCIN, DISEO Y CONSTRUCCIN DE ELEMENTOS DE RESTRICCIN DE FLUJO

5.1 Seleccin

Por ser elementos de un costo extremadamen-te bajo, dada la facilidad tanto de construccin como de ser verificados dimensionalmente para determinar si cumple con las dimensiones y to-lerancias geomtricas que avalen su uso por se-mejanza con respecto al modelo original carac-terizado experimentalmente, los elementos de restriccin de flujo ms populares son los de tipo placa delgada de bordes rectos y afilados (orifi-cio crtico).

A pesar de la variacin del coeficiente de des-carga de las placas delgadas con respecto a la relacin de presiones analizada anteriormente, cuando se discuti la Figura 7, la principal des-ventaja de este tipo de elementos no se asocia a este aspecto, el cual es tolerable para propsitos prcticos, sino a la cada de presin permanen-te que se obtiene cuando entra en flujo crtico (limitando su caudal al valor mximo), dado que en flujo crtico esta prdida puede llegar a ser del orden del 50% de la presin aguas arriba del elemento, generando a su vez un nivel de ruido elevado6.

Comparativamente con respecto a las placas del-gadas, las toberas y los Venturi de flujo crtico no ofrecen una cada de presin tan alta pudiendo llegar a ser de apenas un 15% en flujo crtico en el caso de los Venturis; este aspecto tiene que ver con una mejor y ms eficiente recuperacin de presin en la zona divergente. Claro est que la geometra curva de una tobera, y an ms, la de un Venturi no son fciles de reproducir con fidelidad en un taller de mecanizado comn. An ms difcil es la caracterizacin dimensio-nal y geomtrica de los mismos elementos con el propsito de garantizar la semejanza respec-to al modelo base sobre el cual se determinaron los coeficientes de descarga, especialmente para elementos de dimetros pequeos. Complemen-tariamente, los costos por el material, el tipo de mecanizado y los acabados de las toberas son muy superiores a los de una placa delgada.

En conclusin, los tres tipos de elementos citados (placas, toberas y Venturis) estn en capacidad de brindar una buena proteccin a los medido-res, siendo las placas la solucin ms econmica y los Venturis la ms costosa, siendo las tobe-ras un estadio intermedio en materia de costos. Las placas no deberan usarse en sistemas que de manera frecuente y prolongada van a estar sometidos a condiciones de flujo crtico, a me-nos que el proceso aguas abajo admita o tolere una alta cada de presin, en el mismo orden de ideas, en aquellos casos en los que la prdida de presin sea un factor determinante para la se-leccin, es mejor optar por una tobera o en caso extremo por un Venturi.

5.2 Diseo

Los aspectos relativos al diseo de elementos de flujo crtico pueden consultarse en las siguientes referencias:

AGA Report No. 7 Measurement of Natural Gas by Turbine Meter

ISO 9300 Measurement of gas flow by means of critical flow Venturi nozzles

ANSI/ASME MFC-7M Measurement of Gas Flow by Means of Critical Flow Venturi No-zzles

Usualmente, los dimetros de orificios y gargan-tas en los elementos para restriccin de flujo se disean para un caudal mximo que excede un 20% la capacidad mxima nominal del medidor (120%), esto debido a que los medidores mecni-cos como turbinas y rotativos estn en capacidad de soportar sobrecargas de flujo de esa magni-tud, durante perodos de tiempo cortos y poco

Figura 6. Variaciones del valor del coeficiente de descarga medio en funcin de la geometra del elemento de restriccin de flujo

(Tomado de [2])

4 La caracterstica aqu mencionada para las toberas tambin aplica para el caso de los Venturis.

Figura 7. Variacin del coeficiente de descarga en funcin de la relacin de presin para diferentes diseos de elementos de

restriccin de flujo (Tomado de [2])

5 En el caso de los Venturis, los coeficientes de descarga son an mayores, pudiendo llegar a valores de hasta 0,995 en el caso de Venturis de una geometra fina, una transicin suave entre la seccin convergente y divergente y una fabricacin cuidadosa (excelente acabado superficial).

6 Vale la pena aclarar que en condiciones normales de operacin los elementos de restriccin de flujo no operan bajo flujo crtico, es decir que la mayor parte de su operacin transcurre bajo flujo subsnico, con una cada de presin permanente mnima. Solamente entran en flujo crtico cuando se alcanza el caudal mximo correspondiente a la relacin de presiones crtica.

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frecuentes, sin generar daos o afectacin signi-ficativa de su desempeo.

En el caso de las placas delgadas, es tan im-portante el apropiado diseo del dimetro del orificio como del espesor de la placa. En primer lugar, el espesor total de la lmina debe sopor-tar estructuralmente la fuerza generada por la diferencia de presiones entre la entrada y la sa-lida del elemento de restriccin; si el espesor de la placa es insuficiente sta se puede curvar hasta deformarse permanentemente, alaben-dose en forma de cono truncado alrededor del orificio, con lo cual se perderan las caracters-ticas geomtricas del elemento y por ende su caudal limitado de referencia. En segundo lugar, el espesor del orificio para una placa delgada no debe superar el valor lmite de 0,125 en la rela-cin entre el espesor del orificio y el dimetro del orificio, de lo contrario no puede conside-rarse como una placa delgada y por lo tanto los coeficientes de descarga no se van a ajustar a los modelos correspondientes, pasando a ser una placa gruesa o una tobera cilndrica como se mencion en las secciones precedentes. En es-tos casos se requiere obligatoriamente disear y maquinar un bisel en la cara aguas abajo de la placa como se muestra en la Figura 1 (derecha). El bisel se disea de forma tal que el espesor del orificio sin biselar, alcance el valor necesario para cumplir con la relacin de 0,125 citada.

El espesor total de la lmina usada para la cons-truccin de placas delgadas depende del tamao del medidor y del dimetro de la tubera sobre la cual se instalan, requirindose un mayor espesor para los tamaos de tubera ms grandes. En la prctica, las lminas usadas para medidores des-de 2 (DN 50) hasta 6 (DN150) -inclusive- son de un espesor tpico de 3mm, mientras que en el caso de medidores de mayor tamao pueden lle-gar a requerir espesores mayores a 10 mm (P. Ej. Para medidores de dimetros superiores a 16 (DN 400)).

5.3 Construccin

Uno de los aspectos ms importantes en la cons-truccin de los elementos de restriccin de flujo es el dimetro del orificio o la garganta, el cual debe corresponder fielmente al dimetro obteni-do mediante clculo, para asegurar que cumpla bien su propsito como dispositivo limitador de caudal, protegiendo adecuadamente el medidor.

En la construccin de las placas se debe tener especial cuidado con la calidad del borde de ata-

que del orificio; este borde debe ser recto (90) y adems debe caracterizarse por poseer filo, es decir que el borde no sea romo, de lo contra-rio no se obtendra un coeficiente de descarga equivalente al de los estudios que lo soportan, siendo posible que el caudal mximo a travs del orificio aumente. Otros aspectos relevantes en la construccin tienen que ver con garantizar que las placas sean completamente planas y que su superficie sea lisa.

Los elementos para restriccin de flujo tipo pla-ca generalmente se fabrican en acero inoxidable 304. Por otra parte, las toberas y los Venturis se fabrican usualmente en acero inoxidable 316 dado que este material brinda la posibilidad de obtener mejores acabados superficiales a travs de procesos de pulido.

En el caso de las placas, generalmente se suelda un asta, visible luego de su instalacin entre bri-das, sobre la cual se graban aspectos relevantes a la misma, tales como el dimetro del orificio, el caudal mximo, el material de fabricacin, una identificacin para determinar su correcta orientacin con respecto al flujo (bisel aguas abajo), un registro de identificacin o TAG, entre otros.

Al finalizar por completo su construccin, todos los elementos para restriccin de flujo deben so-meterse a una inspeccin dimensional con el fin de determinar si los aspectos geomtricos carac-tersticos tales como los dimetros de orificio o garganta, espesores, biseles y curvaturas, entre otros, cumplen con las condiciones del modelo original y satisfacen rigurosamente los criterios de semejanza dimensional y que por lo tanto estn en capacidad de reproducir fielmente el caudal mximo bajo condiciones de flujo crtico, asegurando una completa proteccin del medi-dor.

Dependiendo de las circunstancias, si un ele-mento de restriccin no satisface los requisitos de semejanza dimensional citados anteriormen-te, es necesario que sean sometidos a pruebas de laboratorio para establecer sus condiciones de desempeo caractersticas y particulares.

6. Instalacin y uso de elementos para res-triccin de flujo de gas

A continuacin se presentan algunos aspectos relevantes a tener en cuenta con respecto a la instalacin y uso de elementos para restriccin de flujo de gas:

Todos los elementos de restriccin, indepen-dientemente de su diseo, forma o naturale-za se deben instalar aguas abajo del medidor, nunca aguas arriba.

En el caso de las placas delgadas que requie-ran bisel para cumplir con la relacin entre el espesor y el dimetro del orificio, el bisel debe apuntar aguas abajo.

Tpicamente los elementos para restriccin de flujo de gas se instalan entre un par de bridas, considerando sus respectivos empa-ques para asegurar la hermeticidad del sis-tema.

Las toberas y los Venturis son elementos ro-bustos que dependiendo del dimetro de la tubera pueden llegar a tener un peso eleva-do; por esta razn se debe considerar la ins-talacin de soportes adecuados para evitar transmitir esfuerzos y causar deformaciones a la tubera y al medidor.

En el caso de los medidores tipo turbina, los elementos para restriccin de flujo deben localizarse a una distancia mnima de 5 di-metros nominales de tubera, medidos aguas abajo de la brida de salida del medidor.

En el caso de los medidores rotativos y de aquellas instalaciones de medidores tipo tur-bina diferentes a la recomendada en [1] (que no cuentan con un tubo de medicin aguas abajo del medidor), los elementos de res-triccin de flujo no deben instalarse directa-mente acoplados al medidor. Una instalacin directa al medidor rotativo facilitar la acu-mulacin de polvo, suciedad y residuos entre el elemento de restriccin, las cmaras in-ternas del medidor y los lbulos, facilitando la generacin de fallas por atascamiento. Por

otra parte, en el caso ms extremo de ins-talacin, las turbinas pueden requerir aguas abajo de una distancia mnima (P. Ej. 2D) o un accesorio libre (P. Ej un codo), aunque en este aspecto es necesario consultar las reco-mendaciones especficas de cada fabricante.

Es conveniente hacer inspecciones peridicas internas del elemento de restriccin. Esto con el fin de evaluar si sus caractersticas geomtricas y dimensionales no han variado (P. Ej. Filo del borde de ataque, variacin del dimetro de la garganta, rugosidad superfi-cial, etc.). Tambin para verificar que no se ha atrapado ningn material extrao y que est en ptimas condiciones de limpieza. Una prctica recomendada es hacer seguimiento a la operacin del medidor (caudal) y a la cada de presin a travs del elemento de restriccin para evaluar si es necesario am-pliar de capacidad el sistema de medicin.

BIBLIOGRAFA

[1] American Gas Association, AGA Report No. 7, Measurement of Natural Gas by Turbine Meter, 2006

[2] Arnberg, B.T., Review of Critical Flowme-ters for Gas Flow Measurements, ASME Jo-urnal of Basic Engineering, 1962

[3] Cunningham, R.G., Orifice Meters with Su-percritical Compressible Flow, Trans. ASME, Vol. 73, pp. 625-638, 1951

[4] ISO 9300:2005 Measurement of gas flow by means of critical flow Venturi nozzles, 2005

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