¿El agua congelada puede dañar un transductor de presión?

Sí. El agua congelada puede dañar los instrumentos electrónicos sensibles de medición de presión, como los transductores/transmisores de presión. Independientemente de que el operador haga todo lo posible por eliminar toda el agua del sistema para evitar la congelación, es posible que quede agua retenida en una pequeña cavidad del diafragma o en un conducto de presión dentro del sensor del transductor. 

Cuando esta agua se congela, puede ejercer una presión excesiva sobre el elemento del diafragma del sensor, superando su rango normal de movimiento y provocando una distorsión permanente. Incluso cuando el hielo se derrite con temperaturas más cálidas, el transductor ya no podrá volver a su posición cero original, lo que lo hará inutilizable y será necesario sustituirlo.

Ashcroft, fabricante líder de instrumentos de presión y temperatura desde 1852, ha estudiado este problema en profundidad y ofrece una solución para ayudarle a evitar que esto ocurra en sus aplicaciones basadas en agua. En este artículo, analizaremos qué ocurre exactamente con los instrumentos de detección de presión cuando se exponen a temperaturas bajo cero, las aplicaciones habituales en las que esto ocurre y una solución económica para proteger sus instrumentos y mantener su funcionamiento eficaz.

¿Dónde pueden dañarse los sensores de presión por el agua congelada?

Prácticamente cualquier sistema de distribución de agua que utilice transductores/transmisores para controlar la presión del agua en entornos con temperaturas de congelación corre el riesgo de sufrir daños en los instrumentos que pueden provocar fallos en su funcionamiento. Algunos ejemplos son:

Figura 1: Ejemplos de aplicaciones acuáticas con transductores.  

En cualquiera de estas aplicaciones, los dispositivos de detección de presión pueden quedar inoperativos a temperaturas bajo cero, e ineficaces incluso después de descongelarse. Sin un sensor de presión que funcione, existe el riesgo de que el sistema no funcione como es necesario o, peor aún, que no funcione en absoluto. 

¿Qué ocurre cuando el agua se congela en su sistema?

En primer lugar, es importante recordar que el agua comienza a congelarse cuando la temperatura alcanza los 32 °F o 0 °C. Si la temperatura se mantiene por debajo del punto de congelación durante un período prolongado, o si la temperatura sigue bajando, la expansión del hielo provocará que las tuberías del sistema revienten físicamente y los sensores dejen de funcionar. 

He aquí el motivo:

• Cuando el agua se congela, el volumen del hielo puede aumentar significativamente bajo la presión atmosférica.

• El aumento de la presión en el sistema reducirá el punto de congelación.

• Si el punto de fusión (o congelación) se reduce debido a un gran aumento de la presión, el aumento de volumen al congelarse es aún mayor.

Cuando se expone a estas condiciones, el sensor que utiliza para medir la presión del agua puede dañar el diafragma del sensor. El diafragma se desviará en exceso, superando su rango normal de movimiento, lo que provocará una distorsión permanente o incluso su rotura.

Para conocer los errores más comunes que cometen las personas al seleccionar sensores de presión, descargue nuestra guía. ¿Qué factores contribuyen a los cambios de temperatura en un sistema?

Hay varios factores que determinan cuándo se congelará el agua residual en un sistema concreto. Estos son solo algunos de ellos: 

1. La temperatura ambiente en las tuberías de agua es inferior al punto de congelación.

Esto significa que la temperatura que rodea al sistema de distribución de agua (es decir, las tuberías) está por debajo del punto de congelación del agua (0 °C o 32 °F).

2. Las condiciones de exposición de las tuberías.

Esto se refiere a todas las condiciones a las que está expuesto el sistema, incluidas las temperaturas bajo cero, los efectos de las corrientes de aire, el viento y las fugas que introducen aire helado en el sistema o alrededor de él. Este movimiento de aire frío alejará más calor de la zona expuesta que el aire en reposo. 

3. La presencia o ausencia de aislamiento en las tuberías de agua.

El aislamiento de los sistemas de distribución de agua puede ofrecer una solución de protección contra la congelación a corto plazo en caso de descensos de temperatura. Sin embargo, esta protección puede perderse cuando la temperatura desciende por debajo del punto de congelación durante un periodo prolongado.

¿Cómo puedo proteger mi transductor/transmisor del agua helada?

Para abordar el problema de los sensores de presión que fallan después de la congelación, los ingenieros de Ashcroft® desarrollaron una solución única que se aplicó al Transductor de Presión G2, al Transductor de Presión T2 y a los Transductores de Presión OEM S1. La modificación involucra un lubricante estable y emulsionado que se inyecta en la cavidad del diafragma y en la mayor parte del pasaje de entrada. 

Figura 2: Diagrama del transductor. 

Este material viscoso desplaza el aire y sella la cavidad para evitar que el agua entre en contacto con el diafragma y se acumule en la cavidad. Una vez inyectada, la emulsión se adhiere a las paredes internas del sensor y forma una fina capa dentro del conducto de entrada, lo que evita que se escape del sensor, incluso cuando el transductor está montado en posición vertical. 

A medida que se introduce presión de agua en el sistema, la emulsión actúa como medio de transmisión, ejerciendo sobre el diafragma una fuerza igual a la fuerza ejercida sobre él por el agua a presión. La adición del medio de transmisión puede provocar una ligera desviación con respecto a las especificaciones anunciadas por el transductor en cuanto a precisión y tiempo de respuesta. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones, esta variación puede considerarse insignificante. 

¿Quiere saber más?

Los transductores y transmisores desempeñan un papel importante en el éxito y la seguridad de sus sistemas. Cuanto más sepa sobre cómo funcionan los sensores y qué puede afectar a su rendimiento, mejor preparado estará para tomar las medidas necesarias para abordar retos como la protección contra heladas en el futuro.

A continuación, se incluyen algunos recursos relacionados que pueden ser de su interés. Si tiene más preguntas, póngase en contacto con nosotros para hablar con un experto del sector. Mientras tanto, descargue nuestra guía para obtener más información sobre el transductor de presión^{Ashcroft® S1} .