La medición del agua es la práctica de medir el uso del agua . Los medidores de agua miden el volumen de agua utilizada por las unidades de edificios residenciales y comerciales que reciben agua de un sistema público de suministro de agua . También se utilizan para determinar el flujo a través de una porción particular del sistema.
En la mayor parte del mundo, los medidores de agua se calibran en metros cúbicos (m 3 ) o litros, [1] pero en los Estados Unidos y algunos otros países los medidores de agua se calibran en pies cúbicos (ft 3 ) o galones estadounidenses de forma mecánica o electrónica. registro. Los medidores modernos normalmente pueden mostrar la tasa de flujo además del volumen total.
Se utilizan comúnmente varios tipos de medidores de agua y pueden caracterizarse por el método de medición del flujo, el tipo de usuario final, los caudales requeridos y los requisitos de precisión.
En América del Norte, los estándares para la fabricación de medidores de agua los establece la Asociación Estadounidense de Obras Hidráulicas . Fuera de Norteamérica, la mayoría de los países utilizan las normas ISO .
Hay dos enfoques comunes para la medición del flujo : desplazamiento y velocidad, cada uno de los cuales utiliza una variedad de tecnologías. Los diseños de desplazamiento comunes incluyen medidores de pistón oscilante y de disco nutante. Los diseños basados en la velocidad incluyen medidores de uno o varios chorros y medidores de turbina.
También existen diseños no mecánicos, por ejemplo, medidores electromagnéticos y ultrasónicos, y medidores diseñados para usos especiales. La mayoría de los medidores en un sistema de distribución de agua típico están diseñados para medir únicamente agua potable fría . Los medidores de agua caliente especiales están diseñados con materiales que pueden soportar temperaturas más altas. Los medidores de agua recuperada tienen tapas de registro especiales de color lavanda para indicar que el agua no debe usarse para beber.
Además, existen medidores electromecánicos, como medidores de agua prepago y medidores de lectura automática. Este último integra un componente de medición electrónico y una pantalla LCD con contador de agua mecánico. Los medidores de agua mecánicos normalmente utilizan un interruptor de láminas, un registro de codificación fotoeléctrico o de pasillo como salida de señal. Después del procesamiento por parte de la unidad de microcontrolador (MCU) en el módulo electrónico, los datos se transmiten a la pantalla LCD o se envían a un sistema de gestión de información.
Los medidores de agua generalmente pertenecen, son leídos y mantenidos por un proveedor de agua público , como una ciudad, una asociación de agua rural o una compañía de agua privada . En algunos casos, una empresa de servicios públicos puede facturar al propietario de un parque de casas móviles, un complejo de apartamentos o un edificio comercial en función de la lectura de un contador, y los costes se comparten entre los inquilinos en función de algún tipo de clave (tamaño del apartamento, número de habitaciones). habitantes o rastreando por separado el consumo de agua de cada unidad en lo que se llama submedición ).
Los medidores de desplazamiento se conocen comúnmente como medidores de desplazamiento positivo o "PD". Dos tipos comunes son los medidores de pistón oscilante y los medidores de disco nutante. Cualquiera de los métodos depende de que el agua desplace físicamente el elemento de medición móvil en proporción directa a la cantidad de agua que pasa a través del medidor. El pistón o disco mueve un imán que acciona el registro.
Los medidores de PD son generalmente muy precisos en caudales bajos a moderados típicos de usuarios residenciales y comerciales pequeños y comúnmente varían en tamaño de 5/8" a 2". Debido a que los medidores de desplazamiento requieren que toda el agua fluya a través del medidor para "empujar" el elemento de medición, generalmente no son prácticos en grandes aplicaciones comerciales que requieren altos caudales o baja pérdida de presión. Los medidores de PD normalmente tienen un filtro incorporado para proteger el elemento de medición de rocas u otros desechos que podrían detener o romper el elemento de medición. Los medidores de PD normalmente tienen cuerpos de bronce, latón o plástico con cámaras de medición internas hechas de plástico moldeado y acero inoxidable.
Un medidor de velocidad mide la velocidad del flujo a través de un medidor de capacidad interna conocida. Luego, la velocidad del flujo se puede convertir en un volumen de flujo para determinar el uso. Hay varios tipos de medidores que miden la velocidad del flujo de agua, incluidos medidores de chorro (de chorro único y de chorro múltiple), medidores de turbina, medidores de hélice y medidores magnéticos. La mayoría de los medidores basados en la velocidad tienen una paleta de ajuste para calibrar el medidor con la precisión requerida.
Los medidores de chorro múltiple son muy precisos en tamaños pequeños y se usan comúnmente en tamaños de 5 ⁄ 8 pulgadas (16 mm) a 2 pulgadas (51 mm) para usuarios residenciales y comerciales pequeños. Los medidores de chorro múltiple utilizan múltiples puertos que rodean una cámara interna para crear múltiples chorros de agua contra una turbina , cuya velocidad de rotación depende de la velocidad del flujo de agua. Los chorros múltiples son muy precisos a caudales bajos, pero no hay medidores de gran tamaño ya que no tienen la trayectoria de flujo directa necesaria para los altos caudales utilizados en tuberías de gran diámetro. Los medidores de chorro múltiple generalmente tienen un elemento de filtro interno que puede proteger los puertos de chorro para que no se obstruyan. Los medidores de chorro múltiple normalmente tienen cuerpos o carcasas exteriores de aleación de bronce , con piezas de medición internas hechas de termoplásticos modernos y acero inoxidable.
Los medidores de turbina son menos precisos que los medidores de desplazamiento y de chorro a caudales bajos, pero el elemento de medición no ocupa ni restringe severamente todo el recorrido del flujo. La dirección del flujo generalmente es recta a través del medidor, lo que permite mayores caudales y menos pérdida de presión que los medidores de tipo desplazamiento. Son el medidor elegido por grandes usuarios comerciales, protección contra incendios y como medidores maestros para el sistema de distribución de agua. Por lo general, es necesario instalar filtros delante del medidor para proteger el elemento de medición de la grava u otros desechos que podrían ingresar al sistema de distribución de agua. Los medidores de turbina generalmente están disponibles por 1+Tamaños de tubería de 1 ⁄ 2 pulg. (38 mm) a 12 pulg. (300 mm) o más. Los cuerpos de los medidores de turbina comúnmente están hechos de bronce, hierro fundido o hierro dúctil . Los elementos internos de la turbina pueden ser de plástico o aleaciones metálicas no corrosivas. Son precisos en condiciones de trabajo normales, pero se ven muy afectados por el perfil de flujo y las condiciones del fluido.
Un medidor compuesto se utiliza cuando se necesitan caudales altos, pero donde a veces también hay caudales más pequeños que deben medirse con precisión. Los medidores compuestos tienen dos elementos de medición y una válvula de retención para regular el flujo entre ellos. A caudales altos, el agua normalmente se desvía principal o completamente al elemento de flujo alto. El elemento de alto flujo suele ser un medidor de turbina. Cuando los caudales caen hasta donde el elemento de alto flujo no puede medir con precisión, se cierra una válvula de retención para desviar el agua a un elemento más pequeño que puede medir los caudales más bajos con precisión. El elemento de bajo flujo suele ser un medidor de PD o de chorro múltiple. Al sumar los valores registrados por los elementos altos y bajos, la empresa tiene un registro del consumo total de agua que fluye por el medidor.
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Los medidores de flujo magnéticos , comúnmente conocidos como "medidores magnéticos", son técnicamente medidores de agua de velocidad, excepto que utilizan propiedades electromagnéticas para determinar la velocidad del flujo de agua, en lugar de los medios mecánicos utilizados por los medidores de chorro y turbina. Los medidores magnéticos utilizan el principio físico de la ley de inducción de Faraday para realizar mediciones y requieren electricidad de CA o CC de una línea eléctrica o batería para operar los electroimanes . Dado que los medidores magnéticos no tienen un elemento de medición mecánico, normalmente tienen la ventaja de poder medir el flujo en cualquier dirección y utilizan dispositivos electrónicos para medir y totalizar el flujo. Los medidores magnéticos también pueden ser útiles para medir agua cruda (sin tratar/sin filtrar) y aguas residuales, ya que no hay ningún elemento de medición mecánico que pueda obstruirse o dañarse con los desechos que fluyen a través del medidor. No se requieren filtros con medidores magnéticos ya que no hay ningún elemento de medición en la corriente de flujo que pueda dañarse. Dado que la energía eléctrica perdida que fluye a través del tubo de flujo puede causar lecturas inexactas, la mayoría de los medidores magnéticos se instalan con anillos o electrodos de conexión a tierra para desviar la electricidad perdida de los electrodos utilizados para medir el flujo dentro del tubo de flujo.
Los medidores de agua ultrasónicos utilizan uno o más transductores ultrasónicos para enviar ondas sonoras ultrasónicas a través del fluido para determinar la velocidad del agua. Dado que el área de la sección transversal del cuerpo del medidor es un valor fijo y conocido, cuando se detecta la velocidad del agua, el volumen de agua que pasa a través del medidor se puede calcular con muy alta precisión. Debido a los cambios de densidad del agua con la temperatura, la mayoría de los medidores de agua ultrasónicos también miden la temperatura del agua como un componente del cálculo del volumen.
Hay dos tecnologías principales de medición ultrasónica utilizadas en la medición de agua:
Los medidores ultrasónicos pueden ser de flujo continuo o de diseño "con abrazadera". Los diseños de flujo continuo son aquellos en los que el agua pasa directamente a través del medidor y generalmente se encuentran en aplicaciones residenciales o comerciales. Los diseños con abrazadera se utilizan generalmente para diámetros más grandes donde los sensores se montan en el exterior de tuberías, etc.
Los medidores de agua ultrasónicos suelen ser muy precisos (si están integrados) [ se necesita aclaración ] , y los medidores residenciales pueden medir hasta 0,01 galones o 0,001 pies cúbicos. Además, tienen amplios rangos de medición de caudal, requieren poco mantenimiento y tienen una larga vida útil debido a la falta de componentes mecánicos internos que se desgasten. Si bien son relativamente nuevos en el mercado estadounidense de servicios de agua, los medidores ultrasónicos se han utilizado en aplicaciones comerciales durante muchos años y están adquiriendo una amplia aceptación debido a sus ventajas sobre los diseños mecánicos tradicionales.
Los medidores pueden ser prepago o pospago, según el método de pago. La mayoría de los medidores de agua de tipo mecánico son del tipo pospago, al igual que los medidores electromagnéticos y ultrasónicos. Con los medidores de agua prepago, el usuario compra y paga por adelantado una determinada cantidad de agua en una estación expendedora. La cantidad de agua acreditada se ingresa en un soporte como una tarjeta tipo IC o RF. La principal diferencia es si la tarjeta necesita contacto con la parte de procesamiento del medidor de agua prepago. En algunas áreas, un medidor de agua prepago utiliza un teclado como interfaz para ingresar el crédito de agua.
Existen varios tipos de registros en los contadores de agua. Un registro estándar normalmente tiene un dial similar a un reloj, con gradaciones alrededor del perímetro para indicar la unidad de medida y la cantidad de agua utilizada; si es menor que el dígito más bajo en una pantalla similar a las ruedas del odómetro de un automóvil, su suma es el volumen total utilizado. Los registros modernos normalmente funcionan mediante un acoplamiento magnético entre un imán en la cámara de medición unido al elemento de medición y otro unido a la parte inferior del registro. Los engranajes del registro convierten el movimiento del elemento de medición en el incremento de uso adecuado para mostrarlo en la manecilla de barrido y en las ruedas estilo odómetro. Muchas cajas registradoras también tienen un detector de fugas. Se trata de un pequeño disco o mano visible que está orientado más cerca de la velocidad de rotación del imán impulsor, de modo que se pueden ver flujos muy pequeños que serían visualmente indetectables con la mano de barrido normal.
Con la lectura automática de medidores , los fabricantes han desarrollado registros de pulsos o codificadores para producir salidas electrónicas para transmisores de radio, dispositivos de almacenamiento de lectura y dispositivos de registro de datos. Los medidores de pulso envían un pulso electrónico digital o analógico a un dispositivo de grabación. Los registros codificadores tienen un medio electrónico que permite que un dispositivo externo interrogue el registro para obtener la posición de las ruedas o una lectura electrónica almacenada. Se pueden utilizar transmisiones frecuentes de datos de consumo para brindar funcionalidad de medidor inteligente .
También existen algunos tipos especializados de registros, como medidores con pantalla LCD en lugar de ruedas mecánicas, y registros para enviar datos o pulsos a una variedad de dispositivos de grabación y control. Para aplicaciones industriales, la salida suele ser analógica de 4-20 mA para registrar o controlar diferentes caudales además de la totalización.
Los medidores de diferentes tamaños indican diferentes resoluciones de lectura. Una rotación de la mano de barrido puede equivaler a 10 galones o a 1.000 galones (1 a 100 pies 3 , 0,1 a 10 m 3 ). Si una rotación de la mano representa 10 galones, el medidor tiene un barrido de 10 galones. A veces, los últimos números de la pantalla de la rueda no giran o están impresos en la esfera del dial. Los números cero fijos están representados por la posición de la manecilla de barrido giratoria. Por ejemplo, si una rotación de la manecilla es de 10 galones, la manecilla de barrido está en 7 y la pantalla de la rueda muestra 123456 más un cero fijo, el uso total real sería 1,234,567 galones.
En los Estados Unidos, la mayoría de los servicios públicos facturan sólo hasta los 100 o 1000 galones más cercanos (10 a 100 pies 3 , 1 a 10 m 3 ) y, a menudo, solo leen los 4 o 5 números más a la izquierda en las ruedas de la pantalla. Usando el ejemplo anterior, leerían y facturarían 1234, redondeando a 1,234,000 galones según una resolución de facturación de 1,000 galones. El redondeo más común para un medidor de tamaño particular a menudo se indica mediante ruedas numéricas de diferentes colores, las que se ignoran son negras y las que se usan para facturación son blancas.
La medición del agua es común en muchos países para el suministro de agua potable residencial y comercial , así como para el autoabastecimiento de agua industrial. Sin embargo, es menos común en la agricultura de regadío , que es el mayor consumidor de agua en todo el mundo. La medición del agua tampoco es común para el suministro de agua potable por tubería en áreas rurales y pueblos pequeños, aunque hay ejemplos de medición exitosa en áreas rurales de países en desarrollo, como en El Salvador. [2]
La medición del agua suministrada por las empresas de servicios públicos a usuarios residenciales, comerciales e industriales es común en la mayoría de los países desarrollados, excepto en el Reino Unido , donde sólo alrededor del 52% de los usuarios cuentan con un medidor. [3] En algunos países en desarrollo la medición es muy común, como en Chile , donde es del 96%, mientras que en otros sigue siendo baja, como en Argentina .
El porcentaje de medición de agua residencial en ciudades seleccionadas de países en desarrollo es el siguiente: [4]
Casi dos tercios de los países de la OCDE miden más del 90% de las casas unifamiliares. Algunos también están ampliando el tamaño de sus apartamentos (por ejemplo, Francia y Alemania). [5]
Los beneficios de la medición son los siguientes:
Los costos de medición incluyen:
Si bien el costo de comprar medidores residenciales es bajo, los costos totales del ciclo de vida de los medidores son altos. Por ejemplo, reequipar viviendas en edificios grandes con contadores por vivienda puede implicar importantes y, por tanto, costosos trabajos de fontanería. [6]
Los problemas asociados con la medición surgen particularmente en el caso del suministro intermitente , que es común en muchos países en desarrollo. Los cambios repentinos de presión pueden dañar los medidores hasta el punto de que muchos medidores en ciudades de países en desarrollo no funcionan. Además, algunos tipos de medidores se vuelven menos precisos a medida que envejecen, y un consumo insuficiente conduce a menores ingresos si los medidores defectuosos no se reemplazan periódicamente. Muchos tipos de medidores también registran flujos de aire, lo que puede llevar a un sobrerregistro del consumo, [7] especialmente en sistemas con suministro intermitente, cuando se restablece el suministro de agua y el agua entrante empuja el aire a través de los medidores.
Los contadores de agua no distinguen entre aire y agua, ambos se cuentan como fluido. Hay dos normativas que las empresas de agua y los fabricantes de contadores no cumplen y cobran aire por agua. Un sistema de medición debe estar equipado con un eliminador de aire/vapor eficaz u otro medio automático para evitar el paso de aire/vapor a través del medidor. ref.[Manual 44 – 2019 3.30. S.2.1.] [ especificar ] Los sistemas de medición deberán incorporar un dispositivo de eliminación de gases para la eliminación adecuada de cualquier aire o gases no disueltos que puedan estar contenidos en el líquido antes de que ingrese al medidor. [8] [9] [ verificación fallida ]
Existe desacuerdo sobre el efecto de la medición y el precio del agua en el consumo de agua. La elasticidad precio de la demanda de agua medida varía mucho dependiendo de las condiciones locales. El efecto de la tarificación volumétrica del agua sobre el consumo tiende a ser mayor si la factura del agua representa una parte importante de los gastos del hogar.
Hay evidencia del Reino Unido de que hay una caída instantánea en el consumo de alrededor del 10% cuando se instalan medidores, aunque en la mayoría de los casos el consumo no se mide directamente antes de la instalación del medidor, por lo que los beneficios son inciertos. [6] Si bien los usuarios de agua con medidor en el Reino Unido usan menos que los usuarios sin medidor, en la mayoría de las áreas la medición no es obligatoria para las viviendas construidas antes de 1990, [10] por lo que los clientes con medidor son, hasta cierto punto, un grupo que se autoselecciona. También existe la preocupación de que la medición del agua pueda ser socialmente regresiva, ya que los hogares con bajos ingresos tienen menos capacidad para invertir en medidas de eficiencia hídrica y pueden experimentar pobreza hídrica (definida como cuando un hogar gasta más del 3% de sus ingresos netos en servicios de agua y alcantarillado). ). [11]
En Hamburgo , Alemania , el consumo doméstico de agua en los pisos con contador (112 litros/cápita/día) fue un 18% menor que en los pisos sin contador (137 litros/cápita/día) en 1992.
Medidores de agua manuales http://watflux.in/manual-water-meters/
