Una mirilla o medidor de agua es un tipo de sensor de nivel , un tubo transparente a través del cual el operador de un tanque o caldera puede observar el nivel de líquido contenido en su interior.
Las mirillas simples pueden ser simplemente un tubo de plástico o vidrio conectado al fondo del tanque en un extremo y a la parte superior del tanque en el otro. El nivel de líquido en la mirilla será el mismo que el nivel de líquido en el tanque. Hoy en día, sin embargo, sofisticados interruptores de flotador han reemplazado a las mirillas en muchas de estas aplicaciones.
Si el líquido es peligroso o está bajo presión, se deben tomar medidas más sofisticadas. En el caso de una caldera, la presión del agua de abajo y del vapor de arriba es igual, por lo que cualquier cambio en el nivel del agua se verá en el manómetro. El tubo transparente (el "vidrio" en sí) puede estar encerrado en su mayor parte dentro de una cubierta de metal o vidrio templado para evitar que se dañe por rayones o impactos y ofrecer protección a los operadores en caso de rotura. Por lo general, tiene una placa posterior estampada para hacer más obvio el efecto de aumento del agua en el tubo y así permitir una lectura más fácil. En algunas locomotoras donde la caldera funciona a presiones muy altas, el tubo en sí estaría hecho de vidrio templado reforzado con metal. [1] Es importante mantener el agua en el nivel especificado; de lo contrario, la parte superior de la cámara de combustión quedará expuesta, creando un peligro de sobrecalentamiento y causando daños y posiblemente fallas catastróficas.
Para comprobar que el aparato ofrece una lectura correcta y que los tubos de conexión a la caldera no están obstruidos por cal , es necesario “bajar” el nivel del agua abriendo rápidamente los grifos uno por uno y dejando salir un breve chorro de agua por el grifo de desagüe. . [2]
La Junta Nacional de Inspectores de Calderas y Recipientes a Presión recomienda un procedimiento de prueba diario descrito por el medidor de nivel de agua del Capítulo 2 parte I-204.3 del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares. Si bien no es estrictamente necesario, este procedimiento está diseñado para permitir que un operador verifique de manera segura que todas las partes de la mirilla estén funcionando correctamente y que tengan conexiones de flujo libre a la caldera necesarias para un funcionamiento adecuado.
El indicador de vidrio de una caldera debe inspeccionarse periódicamente y reemplazarse si se ve que se ha desgastado cerca de las tuercas del prensaestopas , pero aún así puede ocurrir una falla en el servicio. Se espera que los conductores lleven dos o tres tubos de vidrio, precortados a la longitud requerida, junto con sellos de cáñamo o goma, para reemplazar los tubos en la carretera. [1] La familiaridad con este inquietante suceso se consideraba tan importante que a menudo se rompía deliberadamente un vaso mientras un conductor en formación estaba en el reposapiés, para darle práctica en la instalación de un nuevo tubo. [3] Aunque en los soportes se instalan válvulas de bola automáticas para limitar la liberación de vapor y agua hirviendo, éstas pueden fallar debido a la acumulación de cal. Era un procedimiento estándar sostener la pala de carbón frente a la cara mientras la otra mano, sosteniendo la tapa para protección, alcanzaba para cerrar las válvulas en ambos extremos del vidrio.
Un medidor réflex tiene una construcción más compleja pero puede ofrecer una distinción más clara entre gas (vapor) y líquido (agua). En lugar de contener el medio en un tubo de vidrio, el medidor consiste en un cuerpo metálico ranurado orientado verticalmente con una placa de vidrio resistente montada en el lado abierto de la ranura de cara al operador. La parte posterior del vidrio, en contacto con el medio, tiene ranuras moldeadas en su superficie, que corren verticalmente. Las ranuras forman un patrón en zig-zag con ángulos de 90°. La luz incidente que ingresa al vidrio se refracta en la superficie posterior en contacto con el medio. En la región que está en contacto con el gas, la mayor parte de la luz se refleja desde la superficie de una ranura a la siguiente y de regreso al operador, con un aspecto de color blanco plateado. En la región que está en contacto con el líquido, la mayor parte de la luz se refracta hacia el líquido, lo que hace que esta región parezca casi negra para el operador. Las marcas más conocidas de medidores réflex son Clark-Reliance, IGEMA, TGI Ilmadur, Penberthy, Jerguson, Klinger, Cesare-Bonetti y Kenco. Debido a la naturaleza cáustica de los tratamientos antical de las calderas ("ablandadores de agua"), los indicadores réflex tienden a quedar grabados con relativa rapidez por el agua y pierden su eficacia para mostrar el nivel de líquido. Por lo tanto, se recomiendan manómetros bicolores para determinados tipos de calderas, especialmente aquellas que funcionan a presiones superiores a 60 bar.
Generalmente se prefiere un medidor bicolor para medios cáusticos para brindar protección al vidrio. El medidor consta de un cuerpo metálico ranurado orientado verticalmente con un cristal liso resistente en la parte delantera y trasera. Las superficies de la carrocería delantera y trasera están en planos verticales no paralelos. Detrás del cuerpo del medidor hay fuentes de luz con dos longitudes de onda bastante diferentes, normalmente roja y verde. Debido a la diferente refracción de la luz roja y verde, la región líquida aparece verde para el operador, mientras que la región gaseosa aparece roja. A diferencia del medidor réflex, el vidrio tiene una superficie plana que no necesita estar en contacto directo con el medio y puede protegerse con una capa de un material transparente resistente a la corrosión, como la sílice. Los fabricantes más conocidos de indicadores de nivel bicolor de la más alta calidad son Clark-Reliance, Klinger, FPS-Aquarian, IGEMA y Quest-Tec.
En un indicador magnético hay un flotador en la superficie del líquido que contiene un imán permanente. El líquido está contenido en una cámara de material resistente y no magnético, evitando el uso de vidrio. El indicador de nivel consta de una serie de paletas magnéticas pivotantes dispuestas una encima de la otra y colocadas cerca de la cámara que contiene el flotador. Las dos caras de las paletas tienen colores diferentes. A medida que el imán pasa hacia arriba y hacia abajo detrás de las paletas, las hace girar, mostrando un color para la región que contiene el líquido y otro para la región que contiene el gas. En la literatura de varios fabricantes se afirma que los indicadores magnéticos son los más adecuados para presiones y/o temperaturas muy altas y para líquidos agresivos.
La primera locomotora equipada con este dispositivo fue construida en 1829 por John Rastrick en su fábrica de Stourbridge. [4]
Los instrumentos de observación industriales han cambiado con la propia industria. Más sofisticada estructuralmente que el medidor de agua, la mirilla contemporánea, también llamada ventana de observación o puerto de observación, se puede encontrar en el recipiente de medios en plantas químicas y en otros entornos industriales, incluidas plantas farmacéuticas, de alimentos, de bebidas y de biogás. [5] Las mirillas permiten a los operadores observar visualmente los procesos dentro de tanques, tuberías, reactores y recipientes.
La mirilla industrial moderna es un disco de vidrio sostenido entre dos marcos de metal, que están asegurados mediante pernos y juntas, o el disco de vidrio se fusiona al marco de metal durante la fabricación. El vidrio utilizado para este propósito es vidrio sodocálcico o vidrio de borosilicato , y el metal, generalmente un tipo de acero inoxidable, se elige según las propiedades de resistencia deseadas. El vidrio de borosilicato es superior a otras formulaciones en términos de resistencia a la corrosión química y tolerancia a la temperatura, así como en transparencia. [6]
Las mirillas fundidas también se denominan vidrio pretensado mecánicamente, porque el vidrio se refuerza mediante la compresión del anillo metálico. Se aplica calor a un disco de vidrio y al anillo de acero que lo rodea, provocando una fusión de los materiales. [7] A medida que el acero se enfría, se contrae, comprimiendo el vidrio y haciéndolo resistente a la tensión. Debido a que el vidrio normalmente se rompe bajo tensión, es poco probable que el vidrio pretensado mecánicamente se rompa y ponga en peligro a los trabajadores. Las mirillas más resistentes son las fabricadas con vidrio de borosilicato, debido a la mayor diferencia en su coeficiente de expansión.