Medición de presión.
Definición.
Por lo tanto, la medición de la presión se la realiza en las industrias
más que cualquier otra medición, dado que es uno de los mejores indicadores
rápidos del trabajo realizado por bombas y comprensores, además de ser la
medida más importante de los recipientes a presión en funcionamiento.
Antes de continuar con el desarrollo del tema, se mencionará una breve
definición de la presión, la cual se la puede definir como la fuerza que se
ejerce sobre un área unitaria.
A continuación, se describirá los principios y fundamentos del
funcionamiento de los equipos de medición de presión.
Medidores de presión de columna de líquido.
De todos los métodos utilizados para la
medición de presión, este es el más sencillo, directo y exacto. Básicamente su
funcionamiento radica en el principio de los vasos comunicantes, y a la vez
utilizan el efecto de una columna de líquido para la indicación del valor de la
presión medida. Generalmente están condicionados a medir presiones que no
excedan los 200 Kpa, y esto se debe principalmente a la resistencia del
material del tubo con el cual se fabrican que por lo general es el vidrio y a
la longitud que deberían tener estos para presiones mayores. Dentro del mundo
de estos instrumentos el más conocido es el manómetro de tubo en U, pero cabe
mencionar que existen otros tipos pero que a la final utilizan el mismo
principio ya antes explicado
Transductores eléctricos de presión.
Elementos neumáticos de presión.
Los manómetros mecánicos y los sensores de
presión electromecánicos incorporan un elemento elástico llamado dispositivo de
suma de fuerza que cambia de forma cuando se ejerce una presión. El cambio de
forma se convierte en un desplazamiento. De la amplia variedad de dispositivos
de suma de fuerza, los más comunes son los tubos y diafragmas de Bourdon. Los
tubos Bourdon proporcionan un movimiento de desplazamiento bastante grande que
es útil en manómetros mecánicos; El menor movimiento de los diafragmas es mejor
en sensores electromecánicos.
Esquema.
Para la explicación de las partes de un medidor de presión, se hará énfasis en un manómetro, el cual es un instrumento de medida de la presión en fluidos tales como líquidos y gases en circuitos cerrados, estos miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor, presión manométrica.
A este tipo de manómetros se les conoce también como "Manómetros de Presión", y lo que realmente hacen es comparar la presión atmosférica (la atmósfera) con la de dentro del circuito por donde circula al fluido.
Tal y como se observa en la gráfica, se tiene un manómetro, en el cual se especificaran sus partes:
Carcasa.
Es la estructura del manómetro generalmente fabricada a base
de hierro o de acero inoxidable. Se usa en los manómetros de presión. Hay
distintas clases de carcasas especiales y se pueden encontrar desde 1.5″ hasta
4.0″.
Esfera.
Aguja.
Es la encargada de exhibir el valor de la presión calculada.
Muelle tubular.
Radica en el tubo enrollado por donde circula el
fluido. El terminal del muelle crea un
movimiento de acuerdo con la presión y transmite la trayectoria por medio de un
mecanismo a la aguja.
Mecanismo.
Encargado de transformar la fuerza que el tirante ejerce en un movimiento de la aguja.
Encargado de transformar la fuerza que el tirante ejerce en un movimiento de la aguja.
Tirante.
Dispositivo que tira al mecanismo cuando el muelle se extiende
o contrae.
Funcionamiento.
El manómetro tipo Bourdon es un transductor elástico fijo y
abierto en un extremo para recibir la presión que se va a medir.
El fluido al ingresar al tubo genera una fuerza que hace que el tubo se empiece a desenrollar, en este caso de forma elíptica a forma recta, esta extensión del muelle tubular permite al tirante tirar del mecanismo, lo cual hace girar la aguja en la presión adecuada.
Todo aquello se muestra gráficamente en el siguiente video.
Clasificación.
Instrumentos de medición de presión.
Los instrumentos de medición de presión, son equipos que se
utilizan para medir la fuerza que es capaz de ejercer un fluido sobre una
superficie, tomando como referencia la presión atmosférica. Podemos hablar de
una presión positiva o una presión negativa (presión de vacío).
Los instrumentos de medición de presión son
necesarios en numerosos campos de conocimientos con el propósito de precisar
las unidades de medida, cuyos patrones te posibilitan concretar los diferentes
objetivos; sin ellos, realizar la lógica de conversión podría ser un verdadero
caos.
Además existen diversos tipos de presión que cada una
determinada por el tipo de instrumento que se deba usar para la medición; ya
que para cada tipo existe un instrumento especial. La cantidad de
instrumentos de medición de la presión también es muy variada, cada uno de
ellos están adaptados a un tipo de presión especifica.
Para medir la presión es necesario saber la fuerza que
ejerce un cuerpo o variable atmosférica sobre una determinada superficie.
Clasificación de los equipos medidores de presión
Entre los tipos de instrumentos de medición de la presión
podemos mencionar los siguientes:
Los mecánicos,
los cuales pueden ser de dos tipos: los
primarios de una medida directa, los cuales miden la presión comparándola
con la ejercida por un líquido de densidad y alturas conocidas, y los primarios elásticos, los cuales
se logran deformar por la presión interna del fluido que contiene.
Los medidores electromecánicos, para este tipo de medidores se utilizan un elemento mecánico elástico combinado con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica correspondiente. Los cuales poseen una subdivisión mayor, siendo ésta la siguiente:
• Transmisores eléctricos de equilibrio.
• Magnéticos.
• Piezoeléctricos.
Los medidores neumáticos, son aquellos que hacen uso de algunos componentes mecánicos que se utilizan para desplazar los gases.
Medidores electrónicos, estos trabajan en relación con la presión atmosférica, y también poseen una subdivisión, siendo la siguiente:
• Mecánicos.
• Ionización.
• Térmicos.
Principales instrumentos para medir la presión
Solo explicaremos los más importantes y los que mayor
funcionalidad poseen, además de que son los más reconocidos en la sociedad y en
diversos ámbitos laborales.
Barómetro.
El barómetro es
el instrumento de medición de presión idóneo cuando lo que
se busca es medir la presión atmosférica. Los barómetros más antiguos precisos
que se conocen poseían una columna de líquido que equivale al peso de la
atmósfera, y este estaba encerrado en un tubo que ofrecía la visión de la
presión existente en un ambiente determinado.
Tubot de Pitot.
El Tubot de Pitot es útil para medir la velocidad del viento, cuantificar las velocidades de aire y gases industriales. En otras palabras, este instrumento sirve para medir la velocidad que puede alcanzar la corriente de flujo. Aunque no es específicamente un instrumento de medición de presión, combinado con el barómetro puede ser de gran utilidad para medir condiciones atmosféricas puntuales.
Manómetros.
Los manómetros como instrumentos de
medición de presión se utilizan para medir la presión de gases o
líquidos en recipientes cerrados. Con él podemos distinguir la presión
atmosférica de la absoluta, cuyo resultado es, entonces, la presión
manométrica. En la industria, los manómetros son empleados comúnmente, ya que
muestran de forma precisa la información requerida por los usuarios, incluso a
niveles muy grandes de presión.
Vacuómetro
Este instrumento de medición de la presión y se utiliza para
medir al vacío, lo que quiere decir que solo mide presiones que estén por
debajo de la presión atmosférica.
Estos dispositivos son muy precisos ya que miden con
exactitud sin importar el tipo de gas a medir. Una de sus utilidades más
importantes es medir la presión de los moteros y controlar su rendimiento.
Sensores de presión
Estos sensores poseen la capacidad de medir la expansión de un fluido en un espacio determinado, los cuales se deforman por ser de material elástico, y esta deformación es proporcional con la presión empleada.
Las aplicaciones de estos dispositivos son muchas ya que se utilizan en infinidades de aplicaciones para medir y registrar la presión en gran cantidad de trabajos con fluidos.
Aplicación en la industria.
El medidor de presión es un equipo de mucha utilidad en el sector industrial, su fortaleza para aportar registros exactos es el principal factor de su demanda comercial.
Es un dispositivo que tiene la finalidad de medir la presión bien sea de fluidos, gases, niveles de agua o altitud. Estos instrumentos proporcionan una señal según a la presión a la que son expuestos. También se les conoce con el nombre de transductor.
Industria de Petróleo y gas.
Las aplicaciones de procesos previos y procesos de separación y purificación requieren transmisores diferenciales y de presión fiables que cumplan con las normas de seguridad más exigentes y “duren toda la vida”. Como cajas resistentes de acero inoxidable, sensores modulares con la precisión máxima y estabilidad a largo plazo y una amplia selección de materiales especiales aseguran la seguridad máxima del proceso y la fiabilidad de la medición.
Industria química.
La medición de presión en tuberías presurizadas con productos corrosivos y la medición de nivel en columnas de destilación al vacío o rectificadores, logran seguridades de proceso máximas gracias a la caja de dos cámaras con confinamiento Sensores modulares con la exactitud de medición máxima y estabilidad a largo plazo y una amplia selección de materiales especiales y conexiones a proceso aseguran seguridades del proceso y fiabilidades máximas.
Minería, minerales y metales.
Los requisitos de las aplicaciones comunes en fábricas de cemento, fundiciones o aplicaciones de minería requieren transmisores de presión y de presión diferencial robustos y aptos para las rigurosas condiciones de las aplicaciones en dichas industrias.
Alimentación y bebidas.
Los requisitos de las aplicaciones en alimentos y bebidas son muy exigentes, especialmente para los sensores de presión: Cambios rápidos de temperatura debidos a limpieza CIP/SIP (Limpieza en el lugar y esterilización en el lugar), aplicaciones de lavado que requieren IP 69 (protegido contra alta presión y una temperatura elevada del chorro de agua) o formación de condensaciones por procesos en frío.
Agua y aguas residuales.
Las plantas de tratamiento de agua y aguas residuales o las sondas de nivel para aplicaciones de aguas superficiales y/o de aguas subterráneas requieren sensores robustos que sean aptos para las condiciones ambientales que son frecuentes en dichas industrias. La célula de medición de presión cerámica robusta y exenta de aceite está concebida para dichas aplicaciones gracias al espesor de la membrana y a la robustez resultante.
Industria de centrales eléctricas y energía.
Los sensores modulares con la exactitud de medición máxima y estabilidad a largo plazo aseguran una seguridad de proceso y una fiabilidad de la medición máximas.
Bibliografía.
Areatecnologia. (2021). TRANSDUCTORES DE PRESIÓN.
Obtenido de
https://www.areatecnologia.com/electricidad/transductores-de-presion.html
Asyiddin, N. (2022). Basics of Pressure
Measurement. Obtenido de
https://instrumentationtools.com/basics-of-pressure-measurement/
François, J. (2014). Medición de Presión.
Obtenido de
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/Documentos/I3_Medicion_de_presion.pdf
Instrumentos de Medicion . (2022). Instrumentos de Medición
de Presión. Obtenido de Instrumentos de Medicion :
https://instrumentosdemedicion.org/presion/
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