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Adquisición de datos y refrigeración líquida.

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Elementos que lo componen.

Este Sistema de Adquisición de Datos, lo componen los siguientes elementos:

  • Un Datalogger comercial o registrador de datos, conectable a un Pc con su propio software, cuyo componente interno principal es el comentado convertidor Analógico/Digital.
  • Una caja de construcción propia, con la electrónica de alimentación y acondicionamiento de la señal correspondiente.
  • Los respectivos sensores de temperatura, caudal, presión u otro tipo de sensores que se quieran utilizar.

    El Datalogger.

    El Datalogger o registrador de datos, es junto con el software del mismo fabricante, el equipo principal del sistema. El fabricante es Pico Technology y el modelo es de los más sencillos del catálogo. En concreto es el ADC11/10.
    Es un aparato bastante pequeño y sencillo, aunque no por ello precisamente barato, por que después de tener que repararlo tras una avería, pude ver que su interior es realmente simple y ningún componente de su interior justifica ese precio, aunque también es cierto que no hay que pagar aparte por el Software.
    Internamente el componente electrónico principal es el convertidor Analógico/Digital, el cual llegué a sustituir para hacer algunas pruebas. Su conexión con el PC en este modelo concreto se realiza mediante el puerto paralelo, del cual toma su alimentación y por lo tanto no es necesario alimentarlo externamente.

    Se pueden medir con él, tensiones contínuas y alternas hasta los 2,5V y frecuencia . Su resolución es de 10Bits, tiene una exactitud del 1% FSD (deflexión a fondo de escala) y puede tomar 15.000 muestras por segundo.
    Mediante la aplicación software que posee y como veremos más adelante, permite realizar calibraciones por software para ajustar o calibrar la respuesta de un sensor, ya sea de forma lineal o no, con la ventaja de no tener que hacerlo mediante hardware, facilitando enormemente ésta tarea.
    Posee 11 canales de entrada, es decir, se pueden conectar y trabajar a la vez, con hasta 11 sensores si fuera necesario y para explicar su funcionamiento de una forma sencilla y simplificada, se puede decir que simplemente se limita a medir tensiones o frecuencia, de forma similar a como lo podríamos hacer con un sencillo polímetro, por cada uno de esos 11 canales de entrada. Aunque lógicamente la diferencia está, en que en este caso se pueden almacenar los valores pertenecientes a esas medidas realizadas, para poder posteriormente consultarlas, presentarlas en pantalla en tiempo real e igualmente poder representar gráficamente esos valores, exportarlos a una base de datos, etc.

    Entre otros factores esta resolución de 10Bits del convertidor analógico digital, junto con la tensión máxima de entrada medible por el equipo, que en este caso son 2,5V, nos indicaría la cantidad de valores posibles que ponemos tener a la salida del convertidor, con el que se realiza el muestreo de la señal de entrada, a mayor número de valores, menor será la variación de tensión de entrada apreciable por el equipo y mayor será por tanto la resolución.
    Estos datos por lo tanto, nos estarían indicando que capacidad tenemos de poder apreciar o no, una pequeña variación de la magnitud física que estamos midiendo. La resolución anteriormente comentada.
    Para realizar el cálculo que necesitamos para saber que resolución podremos obtener, hay que dividir la tensión máxima de entrada o la de fondo de escala, por 2 elevado al número de Bits del convertidor -1. En este caso tendríamos los 2,5V/ 1024-1 = 2,4mV. Los 1023 serían la máxima cantidad de muestras que toma el convertidor de la tensión de entrada cuando ésta también es máxima.
    De esta forma, si por ejemplo un sensor de temperatura ofrece una tensión de 1,5V a la entrada del convertidor, el convertidor habría realizado, 1.5V/0.00244V/paso, sólo 614 muestras de las 1023 posibles si fueran 2,5V y cuanto mayor sea el número de muestras que realicemos independientemente del nivel de salida que nos ofrezca el sensor, menor será la variación de la misma que podremos apreciar, mejorando la resolución y la capacidad de poder medir menores diferencias de temperatura, presión, etc.
    Por esa razón es conveniente, que la señal o tensión de entrada al convertidor, sea amplificada si es necesario, para ajustar su rango de respuesta tanto al mínimo como al máximo, con el rango de entrada del convertidor, es decir, los 2,5V máximos comentados para que de esta forma, se pueda conseguir la resolución necesaria si la tensión ofrecida por el sensor, no es los suficientemente alta para ello.
    De igual manera que por ejemplo, un sensor como el de presión utilizado en las pruebas, ofrece una tensión de 266,6mV/PSI (266mV o 0,703 m.c.a), podré calcular que mínima variación de presión podré apreciar realizando estos cálculos.
    De todas formas, como veremos especialmente en el apartado de temperaturas, es la práctica y la calibración lo realmente válido en éste sentido y como también veréis, la amplificación también tienes sus inconvenientes.

    El Software.

    Función también importante es la que cumple el software a utilizar, por que es el que nos va a poder permitir aprovechar convenientemente el hardware disponible. Operar y/o almacenar los datos provenientes del convertidor y representarlos en la pantalla de nuestro PC de forma conveniente y entendible, exportar/importar datos, configuraciones, etc.
    Pertenece al propio fabricante del Datalogger, aunque posee drivers para poder utilizar otros programas si lo deseamos, como puede ser el Software Labview de National Instruments.

    Consta básicamente de dos aplicaciones llamadas PicoLog y Picoscope y aunque podría ser mejorable en unos cuantos apartados a nivel funcional y también ser algo más estable, en términos generales cumple bastante bien con el propósito. Características importantes del software que facilitan el trabajo serían las siguientes:

  • Posibilidad de poder hacer calibraciones sean o no lineales mediante parejas de valores o ecuaciones.

  • Poder realizar formulaciones con los valores de entrada provenientes de los sensores de uno o más canales. Es decir, se pueden realizar determinadas operaciones matemáticas entre esos valores, para poder calcular por ejemplo, diferencias de presión y temperatura, entre distintos canales de entrada que pudieran estar situados en diferentes puntos del sistema de refrigeración o realizar cálculos más complejos, como puede ser calcular mediante la formulación correspondiente, la cantidad de calor en agua a la salida del bloque, la que cede el agua al radiador, el valor de resistencia térmica del sistema, velocidad del flujo de agua en un determinado punto y con ella aproximar qué tipo de flujo podemos tener en un determinado momento, potencia hidráulica disipada en una determinada sección o generada por la bomba, etc. Y todo ello en tiempo real.

  • De la misma forma, también se pueden crear canales de parámetros calculados que yo llamaría virtuales, en los que se nos ofrece el resultado de esas operaciones como si fuera un canal más de entrada de un sensor real y poder ver por ejemplo, ya sea temperatura, caudal o presión en las unidades del sistema de medida que uno quiera. Es decir, poder ver por ejemplo, un mismo valor de temperatura en ºC, ºK, Fº o si es de presión poder ver el valor en P.S.I, Kg/cm², Pascales, Bares o cualquier otra unidad que se quiera igualmente en tiempo real.

  • También se tiene la posibilidad de ajustar, cada cuanto tiempo queremos realizar la toma de una lectura, entre los distintos canales desde un mínimo de 1ms. Aunque normalmente el tiempo que suelo utilizar es de un segundo, según que queramos medir o percibir, tendremos que elegir un tiempo de lectura determinado. En cuanto a la temperatura, es la del procesador la que puede variar más rápidamente sobre todo en el momento del arranque del ordenador, a partir de ahí, la variaciones son más suaves pero contínuas mientras estamos trabajando con casi cualquier aplicación. En estas situaciones, es posible necesitar un tiempo de lectura menor, pero en general, en el resto del sistema las variaciones de temperatura son bastante lentas y terminan por estabilizarse al poco tiempo. Debido entre otras cosas al relativo alto valor de calor específico del agua.
    En cuanto al caudal y mientras no modifiquemos el circuito, éste lógicamente se estabiliza rápidamente una vez en marcha la bomba, pero no ocurre lo mismo con los valores de presión estática en todo momento y lugar, es decir, aunque ciertos valores si permanecen más o menos estables mientras sea estable el caudal, en determinados puntos varía de forma importante fluctuando sus valores dependiendo del tipo de bomba que estemos utilizando.

  • Se puede igualmente calcular valores promedios, máximo y mínimos de una sucesión de medidas. El poder calcular un valor promedio de un determinado número de medidas aisladas, puede ser de importancia en algunas ocasiones, como por ejemplo durante una calibración entre otras. Se puede por ejemplo, tomar un valor de medida cada segundo, durante una hora y obtener un promedio o un valor máximo o mínimo de entre todos esos 3.600 valores medidos. En muchos casos, es más conveniente por la razón que comenté de mejorar la precisión, si se toman valores promedios. Cuantos más valores se tomen en una misma medida en las mismas condiciones, en principio menos error cometeremos durante una calibración por ejemplo. Esta posibilidad me fue muy útil cuando estuve calibrando la respuesta del sensor de caudal.
    Como ejemplo de lo comentado, os pongo unas imágenes para que lo podáis ver.
  • En la imagen podéis ver la ventana principal de la aplicación Picolog. En esta ventana se configura la aplicación y se pueden ver lo canales que están configurados y activada su visualización, ya sean canales de entrada reales como los canales virtuales de parámetros calculados. Canales en ese momento configurados y visibles, se pueden ver algunos indicando la temperatura de distintos puntos del circuito, otros en cambio indican la diferencia de temperatura entre algunos de los anteriores. Aunque en ese momento no estaba la bomba en funcionamiento, también se pueden ver datos de caudal en diferentes unidades, l/h, l/min, m³/h. Datos de presión en mH2O, bares, kg/cm², PSI, atmósferas, etc.
    Como ya comenté, otros cálculos que se pueden realizar en tiempo real y que también se pueden visualizar por que lo configuré con ese fín, son por ejemplo en este caso, la cantidad de calor expresado en watios que aporta el bloque al agua que lo refrigera (no tanto la generada íntegramente por el procesador debido a las lógicas pérdidas) o que se disipa en el radiador teniendo en cuenta la diferencia de temperatura del agua entre sus entradas y salidas y el mismo caudal que los atraviesa y que podéis ver con la letra "W". También en "E-W bomba", puede verse también expresada en watios, la energía mecánica perdida o que genera la bomba, para mantener un caudal determinado a través del circuito. La energía ahí expresada, está calcula en base a una diferencia de presión y un caudal determinados y que se pueden estar midiendo simultáneamente con otros canales. De esta forma, también se puede calcular la energía mecánica disipada en un bloque de agua u otro elemento conociendo la diferencia de presión comentada entre los dos extremos de ese ese tramo o componente.

    En estas dos capturas, se puede ver lo que podría ser una disposición típica de trabajo mientras se realizan pruebas. Además de la ventana principal, normalmente puede ser necesario visualizar la ventana en donde se recopilan los datos y que ha ido recolectando la aplicación ordenados por canales y por tiempos. También la ventana en donde son representados gráficamente, esos datos y que permite mediante el cursor del ratón, poder visualizar los datos numéricos exactos en el punto concreto en donde colocamos el cursor, en cualquier lugar de la ventana o gráfica.

    En estas imágenes se puede ver la configuración de los diferentes canales, sean reales como los virtuales comentados anteriormente. Si bien con limitaciones, se pueden calcular muchos parámetros siempre que conozcamos la formulación a utilizar y dispongamos de los sensores necesarios.

    De izquierda a derecha podéis ver la configuración de un canal de parámetros calculados, los canales virtuales que comenté, con el que calculo la diferencia de presión entre dos canales diferentes, es decir, mediante una simple resta de valores entre los canales de entrada en los que tengo conectados dos sensores de presión. Concretamente en esta captura los canales 2 y 11.

    En la siguiente, la configuración de un canal de entrada de presión, concretamente el canal 1 y la formulación necesaria para que el programa me interprete el nivel de tensión proveniente del sensor, con los valores de presión que en esta pantalla quiero adjudicarle a ese canal. A diferencia de los sensores de temperatura, en este caso el ajuste no lo he hecho mediante parejas de valores al no querer ajustar la falta de linealidad que pudiera tener el sensor, despreciando la falta de exactitud y linealidad que pudiera tener el sensor con respecto a los datos del fabricante. Posteriormente comprobé los valores obtenidos con un manómetro de columna.

    En la siguiente, un canal de temperatura. En concreto es el canal de temperatura de agua de entrada al bloque de agua. En este caso, al contrario que le anterior, he utilizado una serie de parejas de valores con el fin de ajustar su linealidad en todo el margen de medida. Cuantas más parejas de valores se pongan, más ajustada será la respuesta del sensor con la del sensor utilizado como referencia. Obviamente, si el sensor tuviera una linealidad perfecta, no harían falta esta serie de parejas de valores y se podría utilizar una fórmula matemática concreta como en el caso del sensor de presión. Concretamente con una de las parejas de valores, yo le estoy indicando al programa, que cuando llegue a medir un valor de tensión representado por el término de la izquierda de la pareja de valores, me indique o represente una temperatura indicada con el valor de la derecha. Los múltiples valores intermedios de tensión/temperatura que puedan existir, los calcula el programa automáticamente con relación a estos emparejamientos.

    En la última de la derecha, un ejemplo de conversión de presión de m.c.a, a atmósferas de presión y la formulación necesaria, en este caso una simple multiplicación. Cambiando esa multiplicación por ejemplo, se podrían hacer conversiones a otras unidades de presión que quisiera pudiéndolas visualizar igualmente en tiempo real.

    La aplicación comentada llamada Picoscope, es bastante útil en el sentido de que su función es la de ejercer de sencillo osciloscopio. El ancho de banda es muy pequeño y tiene algunos inconvenientes, pero para ciertas cosas que veremos más adelante ha sido muy útil. Esta imagen corresponde a una captura de pantalla del mismo, realizada mientras hacia una prueba que explicaré más adelante. Sin entrar en mayores detalles, podéis ver que se puede visualizar un sencillo osciloscopio de hasta 4 canales y diferentes medidores, Vcc, Vdc, dB´s, frecuencia y un analizador de espectro.

    Acondicionamiento de la Señal.

    Dentro del llamado proceso de acondicionamiento de señal o señales provenientes de los sensores hacia el Datalogger, entrarían cuando fueran necesarias, el amplificado o atenuación de la señal, filtrado de la misma, adaptación de impedancias, excitación de los sensores con la alimentación necesaria, linealización, aislamiento o filtrado de picos de tensiones en las alimentaciones, etc.
    La construí con el propósito de fijar en ella, una fuente de alimentación de + - 15V necesarios para alimentar los distintos sensores con sus respectivos reguladores de tensión y la electrónica encargada de adaptar la salida de los mismos, a la entrada del convertidor, principalmente mediante amplificación con amplificadores operacionales e igualmente poder instalar también todo el conexionado y cableado de los distintos componentes, sensores incluidos, mediante conexiones hembras de tipo Jack estéreo doradas de 3,5mm.

    Con respecto a la utilización de los amplificadores operacionales, el modelo elegido fue el OP177 de Analog Devices, uno por cada canal de entrada. Se pueden ver en las imágenes los condensadores de filtrado de tensión de alimentación y las respectivas resistencias con las cuales se determina la ganancia del mismo según sus valores.
    Después de realizar los cálculos pertinentes, el factor de amplificación para todos los canales rondaba el x6, para conseguir la resolución necesaria mediante la amplificación de la que he estado hablando. Excepto para el canal de medida de temperatura para el sensor situado bajo el procesador Athlon XP y el simulador o banco de pruebas, el cual fue algo inferior.
    Sobre los amplificadores operacionales existe información suficiente en la red, así que explicaré poco sobre ellos. Nada más comentar, que según configuremos su conexionado, podremos conseguir ajustar fácilmente la ganancia de la amplificación con las necesidades requeridas y también si nos conviene, podremos realizar con ellos y de ahí su nombre, determinadas operaciones con sus tensiones de entrada. Sumas, restas de tensiones etc. Para utilizarlos de la manera que más nos convenga. Se podría de esta forma por ejemplo, medir directamente una diferencia de presión o de temperatura entre los valores ofrecidos por dos sensores instalados en diferentes lugares del circuito, sin necesidad de software y utilizando para ello, un polímetro que midiera la tensión resultante equivalente, a medir una diferencia entre dos niveles de presión o de temperatura.

    Aquí podéis ver distintas fases de la construcción de la caja comentada. No tiene mucho que explicar, únicamente que decidí para hacer la circuitería, una placa ya agujereada e hilo de cobre para hacer las conexiones a modo de pistas. Pese a su mediocre estética, es perfectamente funcional, el tiempo de realización es mínimo y además tiene la ventaja de poder hacerse modificaciones de forma rápida y sencilla, soldando o desoldando lo que haga falta, aunque por suerte apenas fue necesario. La circuitería es bastante simple y repetitiva y aunque pueda parecer lo contrario, no es complicado realizarla y menos aún comprobarla antes de la primera prueba.

    Sensores.

    Voy a hablaros a continuación sobre el uso de los sensores utilizados, pero antes me parece imprescindible explicar por que es útil medir estas tres variables, temperatura, caudal, presión y la relación que existe entre ellas, cuando lo que queremos es estudiar, aunque sólo sea de manera superficial como comenté, el funcionamiento de un sistema de refrigeración líquida y en general el de cualquier otro circuito hidráulico de similares características.

    En cuanto al porqué medir temperatura en un sistema de refrigeración, sea o no líquida, tiene poco que explicar. Muchos usuarios de ordenadores, no saben siquiera que pueden llegar a conocer la temperatura de los componentes de los mismos y tampoco tiene porqué interesarles especialmente, para muchos de ellos, mientras que el ordenador les siga funcionando es suficiente y esto es perfectamente comprensible. Pero cuando tenemos instalado un sistema de refrigeración líquida o simplemente nos preocupamos por instalar un disipador de mejor calidad, se supone que por lo menos en algo nos ha de preocupar la temperatura de nuestros componentes. Pero aunque sea la variable más importante a medir cuando se intenta verificar la efectividad de un sistema de refrigeración y lógicamente habitualmente lo único que se mide, es frecuente que no se corresponda la preocupación por hacer una buena instalación y adquirir los componentes de un sistema de refrigeración líquida adecuados y con frecuencia caros, con la preocupación de asegurarse de que estamos haciendo una buena medida de la misma o como mínimo, ser conscientes de lo deficiente que es o puede llegar a ser para por lo menos tenerlo en cuenta.

    Otro motivo también importante, es que si la refrigeración está basada en la conducción de calor y esta a su vez implica la existencia de una diferencia de temperatura sin la cual no existiría, (algo similar ocurre entre corriente/tensión eléctrica y caudal/diferencia de presión) el que podamos medir estas diferencias de temperatura entre distintos puntos del sistema de refrigeración, nos permitirá deducir junto con algo de experiencia y sobre todo lógica, que en el caso de apreciar una falta de efectividad del mismo, en qué componente o componentes podemos tener un problema de instalación, mal uso o simplemente deducir que no hemos acertado con la elección del mismo.
    La mayor o menor cantidad de calor a evacuar y por tanto a disipar y la mayor o menor capacidad del sistema para hacerlo de forma eficaz, por parte de sus componentes y la efectividad de sus uniones térmicas, incluida por supuesto la que pueda tener el agua con el resto de componentes, serán los que determinen esas diferencias de temperatura que puedan existir entre esos mismos componentes o elementos del sistema, incluida como digo la de la propia agua.

    En cuanto al caudal, después de la temperatura podría ser la variable más importante a tener en cuenta. Entendiendo por caudal, como la cantidad de un fluido, agua en nuestro caso, que siendo expresado en unidades de volumen, discurre a través de la totalidad del circuito de refrigeración o cualquier sección del mismo, durante un determinado periodo de tiempo.
    Lógicamente en un sistema de refrigeración de este tipo, el agua y por lo tanto el caudal, son un eslabón imprescindible en la cadena de transporte del calor, entre los componentes que lo generan y el radiador que lo disipa al aire ambiente, puesto que es ésta, la que viene a unir térmicamente los componentes encargados de hacer de intercambiadores de calor, ya sea en un sentido o en otro, como son principalmente el bloque de agua que introduce el calor en el sistema y el radiador el encargado de expulsarlo. Bien podríamos calificar el agua, como el único componente móvil de un sistema de refrigeración líquida.

    Por esta razón, el poder concretar qué cantidad de agua fluye por nuestros componentes y cómo influye en la eficacia de los mismos, ya sea de forma global o individual por componente, es un factor importante para poder tomar ciertas conclusiones. Podremos relacionar por ejemplo, el caudal que discurre por un bloque o radiador con su mayor o menor eficacia. O por ejemplo también, podremos apreciar el freno al flujo de agua que supone utilizar un determinado bloque, radiador o cualquier otro elemento con respecto a otro, comparando los diferentes valores de caudal que nos permite cada uno de ellos cuando realizamos las medidas en unas determinadas condiciones.

    El intentar mantener el mayor caudal posible dentro de unos límites útiles, prácticos y razonables, no sólo supone por definición, el implicar en el intercambio térmico una mayor cantidad de agua en el proceso durante un determinado periodo de tiempo, sino que también implica y es una factor importante, una mayor velocidad del flujo en todo el circuito con las ventajas y desventajas que ello supone.
    Una ventaja importante del aumento de caudal, es la mejora del intercambio térmico por convección que ocurre en el interior de componentes como son el bloque y el radiador. En el caso del bloque, este debe de trasmitir al agua una cantidad relativamente importante y concentrada del calor generado por el procesador y es ésta mayor velocidad del flujo, la que influye positivamente en la reducción de la llamada en mecánica hidráulica, capa límite.
    Características del fluido que influyen en la transmisión de calor por convección son su conductividad térmica, calor específico, así como también otras propiedades físicas como su densidad, viscosidad y velocidad del flujo. Igualmente por producirse inicialmente la transmisión de calor por conducción, la cantidad de calor disipado también va a depender de la diferencia de temperatura de las paredes del bloque y radiador, con la temperatura del agua o aire que los refrigera.

    La viscosidad, que se manifiesta cuando un fluido se encuentra en movimiento y que puede verse alterada por la misma temperatura, podría definirse como la resistencia que opone un fluido a su flujo, movimiento o deformación, al aplicar sobre él una determinada fuerza.
    Entre otros factores esta viscosidad, es la causante de la aparición de esta llamada capa límite comentada, de restricciones debido a la fricción y de que podamos medir debido a ellas, diferencias de presión de las que más adelante hablare. Entendiendo como restricción, la oposición o resistencia que por distintos motivos, generan todos y cada uno de los elementos del sistema, al flujo de agua generado por la bomba, incluida la producida en el seno del mismo líquido refrigerante debido a la comentada viscosidad.

    Esta llamada capa límite y también térmica al fin al cabo, se forma cuando un fluido como en nuestro caso el agua, al circular sobre una superficie sólida, la viscosidad de la misma y la fricción, ya sea ésta producida entre el fluido y la superficie sólida, como entre las propias moléculas que forman el agua, provoca que la velocidad del fluido disminuya cuanto más cerca se encuentre éste de la superficie de contacto, llegando incluso a un punto en el que las moléculas en contacto directo con la superficie sólida se encuentran detenidas.
    Desde esta superficie en la que el agua se encuentra en contacto directo con el fluido y en donde la transmisión de calor se produce por conducción, hasta el punto en donde prácticamente el flujo no se ve afectado por la fricción y su velocidad es próxima a la máxima, es lo que formaría la comentada capa límite.
    En el interior de esta misma capa límite, el fluido en su interior se desplaza como digo a distintas velocidades y es esta mayor o menor velocidad del fluido debido a un aumento o disminución del caudal, la que provoca igualmente una mayor o menor velocidad en el transporte de la energía desprendida por la superficie, aumentado o disminuyendo de esta forma, la transferencia de calor al aumentar o disminuir el diferencial térmico entre el fluido cercano a la superficie y la misma superficie a refrigerar.

    Es decir, esta capa y su espesor hace las veces de aislante térmico y aunque la viscosidad y la restricción asociada a ella, se deja notar en cualquier lugar del circuito, su estado cobra importancia desde el punto de vista térmico y por tanto de la refrigeración, cuando ésta se sitúa en el interior del bloque y radiador, al ser estos los elementos principales de intercambio térmico.
    En el radiador esto se cumple doblemente, al estar este a la vez en contacto y existir intercambio térmico tanto con el agua de su interior como con el aire en su exterior, aunque a diferencia del interior del bloque, la superficie útil del radiador en contacto con el aire y el agua para transmitir prácticamente la misma cantidad de calor, es mayor.

    Como he comentado, el intentar disminuir esta capa límite aumentando el caudal dentro de unos límites prácticos, tiene sus beneficios en lugares en donde se produce el intercambio térmico, pero también tiene una contrapartida negativa y es que inevitablemente, a éste aumento de caudal le corresponde un aumento de la velocidad del flujo y por tanto, también un aumento de la restricción debido a una mayor fricción y en lugares o componentes como los tubos de conexión por poner un sólo ejemplo, en donde no es necesario ese intercambio térmico, no tiene ninguna contrapartida positiva, puesto que la única utilidad de los mismos es la de transportar el agua de la forma más eficiente posible, desechando la escasa disipación proporcionalmente hablando que se lleva a cabo en ellos.
    Un ejemplo en este sentido, es que sería como mínimo poco práctico, esforzarse en instalar un tubo con un diámetro interior de paso excesivamente holgado ( a igualdad de caudal, menor velocidad y por lo tanto, menor restricción con respecto a otro tubo con diámetro de paso inferior) o cuidar su colocación al máximo para evitar restricciones, si luego alguno de nuestros bloques, radiador u otro componente son restrictivos de forma importante.
    Si sólo una pequeña parte de la restricción total del circuito recae en estos tubos de conexión, el que intentemos disminuirla, aumentando por ejemplo su diámetro de paso interior o colocación, tendrá una consecuencia prácticamente nula en la mejora de la misma, del caudal y menos aún en la mejora de las temperaturas.
    Si ocurre lo contrario, es decir, si por ejemplo tenemos unos tubos de conexión, con un diámetro interior inadecuadamente pequeño con respecto a las posibilidades de la bomba y resto de componentes del circuito y recae por ese motivo en ellos, una parte importante de la restricción total del circuito. Con un aumento de su diámetro y/o montaje adecuado, podremos disminuir de forma apreciable la restricción total del circuito, aumentar con ello el caudal y muy posiblemente según condiciones, mejorar en mayor o menor medida la temperatura de nuestros componentes.
    En cualquier caso esa bajada de la restricción será beneficiosa para el funcionamiento de nuestra bomba e incluso podremos utilizar una bomba más modesta para obtener los mismos resultados iniciales en cuanto a caudal y temperatura en componentes.
    Esto es trasladable al resto de los componentes y accesorios que podamos tener montados, bloques, radiadores, codos, bifurcaciones, indicadores/medidores de caudal etc.
    Es importante tener en cuenta este tipo de detalles, para poder montar un sistema equilibrado en su conjunto, según sean nuestras necesidades y/o gustos particulares.

    Si imprescindible es tener un caudal adecuado, de igual manera lo es otra variable a medir que posibilita su existencia y determina su cuantía. Y ésta es la presión o diferencias de presión, que genera la bomba en contraposición a la restricción del circuito.
    De esta manera, un componente concreto podrá ser más o menos restrictivo dependiendo del caudal que queramos hacer pasar por él, por que la velocidad del flujo, es una de las variables que más influyen en la producción de la misma y ésta aumenta al aumentar el caudal o disminuir la sección de paso interna del componente.
    La presión es una variable que puede tener toda o ninguna importancia a efectos prácticos en la refrigeración, por que dependerá a que nos estemos refiriendo cuando hablemos de ella. Que por cierto, se hace mucho.
    Aunque la capacidad de generar presión por una bomba y por tanto, su capacidad de mantener un caudal aceptable o necesario pese a las restricciones en nuestros sistemas, es algo básico e imprescindible para conseguir una refrigeración aceptable, no debemos de asociar siempre y en cualquier caso, una medida de presión estática mayor en un punto o puntos determinados de un sistema de refrigeración en comparación con la existente en otro u otros puntos, a una mayor eficacia debido a ello, de un componente determinado o un conjunto de ellos. El no hacer esta distinción, suele ser un error habitual e importante, por que a parte de su desconocimiento, el cual no tendría mayor inconveniente en sí mismo, si puede llegar a condicionar la propia instalación de los componentes, con la posibilidad de complicarlo innecesariamente y no dar más preferencia a otros aspectos que realmente sí son importantes, como el poder realizar una instalación cómoda y de fácil mantenimiento, independientemente por ejemplo del orden de conexión de los componentes.

    La presión manométrica que podamos medir en cualquier punto de un sistema de refrigeración líquida, no es otra cosa que la consecuencia de una restricción generada por un componente o conjunto de ellos, al flujo creado por la bomba. Y la distinta distribución de los múltiples valores de presión que podamos medir y su cuantía, serán consecuencia de la distinta distribución u orden de instalación de los distintos elementos que componen el circuito.
    Por lo tanto, la razón de realizar este tipo de medidas, es que la medida de los distintos niveles de presión o caída de presión medibles entre distintos puntos del mismo, resultará ser una herramienta útil para conocer cuánto de restrictivo es un elemento o componente concreto, tramo determinado del circuito o la de todo un sistema al completo, según la situación de los puntos que hayamos elegido para la medida de la presión estática o manométrica.
    Aparte también, con esos datos podremos realizar cálculos más complejos junto con otros valores que podamos medir como ya he expuesto anteriormente. Calcular con esos valores, el caudal que pueda circular por un determinado tramo del circuito. También podremos por ejemplo, cuando medimos o calculamos la diferencia de presión manométrica que existe entre la entrada y la salida de la bomba, hacernos una idea de la restricción total del circuito y qué presión estática está generando la bomba en ese momento, para contrarrestar esa restricción que generan la totalidad de los componentes, pudiendo ofrecer de esta manera según sus características un determinado caudal. Y en el caso de que la restricción del circuito fuera máxima, es decir, cuando el caudal que circulase por el circuito fuera cero, el resultado de esa diferencia de presión manométrica, equivaldrá a la máxima presión estática que pueda generar la bomba y que de ésta manera podremos medir.

    Independientemente de otras variables, podéis daros cuenta de su importancia, cuando por ejemplo se quiere estudiar la eficacia de un bloque o conjunto de ellos, relacionando eficacia-restricción y por lo tanto la posible conveniencia de una bomba determinada según el resto de elementos que tengamos. Por que toda aquella restricción sumada a la que estrictamente necesitemos para conseguir nuestros propósitos, será lógicamente innecesaria si queremos conseguir de nuevo ese sistema equilibrado

    Es importante saber que en un circuito de refrigeración líquida, temperaturas, caudal, sección de paso de los componentes, velocidad del flujo de agua, restricción y por lo tanto, los distintos niveles de presión manométrica que se puedan medir en cualquier punto del mismo, están inevitablemente relacionados entre sí y determinados a su vez, por esos mismos componentes instalados y su orden de instalación. Algo similar ocurre en electrónica entre la relación existente en un circuito eléctrico entre resistencia, caída de tensión y corriente eléctrica e igualmente en lo concerniente a la propia conducción de calor.
    Si he conseguido explicarme bien, podréis ver, que el comprender esta sencilla relación entre éstas variables, nos puede ayudar a elegir los componentes adecuados según nuestros gustos, analizar y solucionar posibles problemas de cualquier tipo que nos podamos encontrar, si va a merecer la pena realizar algún cambio en el mismo y en general a tomar decisiones teniendo un conocimiento más acertado de lo que realmente ocurre en nuestros sistemas de refrigeración.
    En la segunda parte volveré a hablar de lo comentado exponiendo ejemplos prácticos.

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