La placa orificio es un elemento simple para generar una restricción controlada en una tubería y, según su configuración, también permite medir el caudal.
Su funcionamiento se basa en la diferencia de presión que se produce cuando el fluido atraviesa un orificio de menor diámetro que la tubería.
¿Qué es una placa orificio?
Una placa orificio es una pieza plana, generalmente metálica, que se instala en una tubería entre dos bridas y posee un orificio calibrado. Al reducirse la sección disponible para el paso del fluido, aumenta su velocidad y se genera una caída de presión entre la entrada y la zona posterior al orificio.
Su diseño puede variar según el objetivo de la instalación. Una placa correctamente dimensionada permite obtener una pérdida de carga localizada y fija, una restricción determinada, también se puede utilizar la diferencia de presión para calcular el caudal que circula.
¿Cómo funciona?
Cuando el fluido llega al orificio, la reducción de sección provoca un aumento de velocidad y fricción y pérdida de carga puntual, lo que conlleva a una disminución de presión. Después del paso por la restricción, el flujo vuelve a expandirse, el resultado una pérdida de carga permanente.
La placa puede utilizarse simplemente para generar una restricción o formar parte de un sistema de medición. En este segundo caso, se mide la diferencia de presión entre un punto anterior y otro posterior a la placa y, a partir de ese valor, se calcula el caudal. (tema que desarrollaremos en próximas notas)
¿Dónde se puede aplicar?
Puede utilizarse en instalaciones de agua, procesos industriales y circuitos de líquidos, siempre que el fluido, las condiciones de operación y el diseño de la instalación sean compatibles.
Es especialmente útil cuando se busca una solución sencilla, fija, robusta y de bajo mantenimiento, ya sea para generar una restricción determinada o para trabajar junto con un sistema de medición de presión diferencial.
Está pérdida de carga localizada y fija es útil para situaciones donde se deba reubicar el punto de operación de la bomba, como por ejemplo cuando la bomba se sobre dimensiona para una altura manométrica que no es la real, la placa “agrega” una pérdida de carga quedando la bomba operando dentro de su curva.
Otra aplicación es cuando la bomba trabaja con bypass o diferentes condiciones operativas que pueden caer debajo de la altura mínima que debe trabajar.
¿Dónde no conviene utilizarla?
No debería elegirse simplemente por ser un elemento económico. Si el caudal debe modificarse frecuentemente, una placa fija no reemplaza a una válvula de control, ya que la restricción queda determinada por el diámetro del orificio.
Tampoco resulta conveniente cuando la pérdida de carga permanente representa un consumo energético importante, o cuando el fluido contiene sólidos que puedan obstruir o afectar el orificio.
En aplicaciones de medición, la instalación debe respetar las condiciones necesarias para obtener un flujo adecuado y una medición confiable. Una placa mal dimensionada o instalada puede producir resultados incorrectos.
Ventajas y desventajas
Entre sus principales ventajas se encuentran la construcción sencilla, la ausencia de partes móviles, el bajo mantenimiento y la facilidad de instalación. También puede ofrecer una alternativa económica frente a otros sistemas de medición o restricción.
Como contrapartida, produce una pérdida de carga permanente y, al tratarse de una restricción fija, no es un elemento que permita regular el caudal de forma dinámica. Su desempeño también depende de un correcto dimensionamiento y de las condiciones de instalación.
¿Cómo se calcula una placa orificio?
El diámetro del orificio no debería elegirse simplemente como una reducción proporcional al diámetro de la tubería. El cálculo considera variables como el caudal, el diámetro de la tubería, las propiedades del fluido y la diferencia de presión o pérdida de carga buscada.
La relación entre estas variables se expresa mediante ecuaciones de flujo que incluyen coeficientes asociados a la geometría de la placa y a las condiciones de circulación. El cálculo completo puede ser bastante más elaborado que una simple fórmula de caudal.
Para una selección rápida y práctica, Guía de Bombas dispone de una Calculadora de Placa Orificio que permite realizar el cálculo a partir de los principales datos de la instalación.
Calculadora de Placa Orificio de Guía de Bombas
La Calculadora de Placa Orificio de Guía de Bombas permite dimensionar el orificio a partir de las condiciones de la instalación y estimar el caudal, la diferencia de presión y la pérdida de carga. Es una herramienta práctica para obtener una primera selección sin tener que realizar manualmente las distintas etapas del cálculo.
Antes de fabricar o instalar una placa, es importante verificar que los resultados obtenidos sean compatibles con las condiciones reales de operación y con el criterio de diseño de la instalación.
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