Metrología de Presión

Temas a explicar:

Introducción al tema Presión

Tipos de Presión

Equipos que se utilizan para medir la Presión

Presión

Es una magnitud física que se define como la fuerza por unidad de área. En el SI, la presión se mide en una unidad derivada que se denomina Pascal (Pa) que es el equivalente a una fuerza total de un newton (N) actuando uniformemente en un metro cuadrado (m²). En el Sistema Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada (pound per square inch o psi) que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.

𝑃=𝐹𝐴

P= PresiónF= FuerzaA= Área

Unidades de Presión

Importancia de la Presión en la Industria

Existen muchas razones por las cuales en un determinado proceso se debe medir presión. Entre estas se tienen:

• Calidad del producto, la cual frecuentemente depende de ciertas presiones que se deben mantener en un proceso

• Por seguridad, como por ejemplo, en un recipiente o tubería donde la presión no debe exceder un valor máximo dado por las especificaciones del diseño

• En aplicaciones de medición de nivel

• En aplicaciones de medición de flujo

Tipos de Presión

Presión Atmosférica

Fuerza que ejerce el aire sobre los cuerpos que se hallan en el seno de la atmosfera y que se mide con el barómetro. A nivel del mar, es de aproximadamente 760 mmHg absolutos o 14.7 psi (libras por pulgada cuadrada) y estos valores definen la presión ejercida por la atmosfera estándar.

Presión Manométrica

Se define como la presión relativa en relación con la atmosférica. Representa la diferencia positiva entre la presión medida y la presión atmosférica existente. Puede ser convertida a presión absoluta, sumándole el valor de la presión atmosférica actual.

Presión Absoluta

Se mide con relación al cero absoluto. Y se define también como la suma de la presión manométrica o relativa y la presión atmosférica.

Presión de Vacío

Es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la presión absoluta, es decir, es la presión medida por debajo de la presión atmosférica. Las diferencias de la presión atmosférica influyen considerablemente en las lecturas del vacío .

P vacío = P atm - P abs

Presión Diferencial

Es la diferencia en magnitud entre el valor de una presión y el valor de otra tomada como referencia. En el caso de la presión manométrica se podría decir que es una medida de presión diferencia la cual la presión de diferencia es la presión atmosférica.

Presión Hidrostática

Es la presión ejercida por una columna de liquido. Se calcula multiplicando la altura de la columna de liquido por la densidad o la gravedad especifica del liquido.

Presión Crítica

Es la presión más alta a la que una sustancia pura puede existir como líquido en equilibrio con su gas. Además, es la mínima presión que debe ejercerse para licuar un gas a temperatura crítica.

Presión Parcial

La presión parcial de un gas ideal en una mezcla, es igual a la presión que ejercería en caso de ocupar él solo el mismo volumen a la misma temperatura. Esto sucede porque las moléculas de un gas ideal están tan alejadas unas de otras que no interactúan entre ellas. La mayoría de los gases reales se acercan bastante a este modelo.

Presión Arterial

La presión arterial (PA) es la presión que ejerce la sangre contra la pared de las arterias. Esta presión es imprescindible para que circule la sangre por los vasos sanguíneos y aporte el oxígeno y los nutrientes a todos los órganos del cuerpo para que puedan funcionar.

Presión arterial sistólica: corresponde al valor máximo de la tensión arterial en sístole  (cuando el corazón se contrae). Se refiere al efecto de presión que ejerce la sangre eyectada del corazón sobre la pared de los vasos.

Presión arterial diastólica: corresponde al valor mínimo de la tensión arterial cuando el corazón está en diástole  o entre latidos cardíacos. Depende fundamentalmente de la resistencia vascular periférica. Se refiere al efecto de distensibilidad de la pared de las arterias, es decir el efecto de presión que ejerce la sangre sobre la pared del vaso.

Medidores de presiónLos medidores de presión son instrumentos de precisión fabricados para medir la presión sanguínea, la presión de líquidos y gases en tuberías o tanques de almacenamiento y la presión atmosférica, a grandes rasgos, teniendo para cada uso diversos equipos disponibles de acuerdo a las necesidades.

Dependiendo de las aplicaciones de los medidores de presión, son las unidades disponibles para sus resultados, además de que algunos reciben nombres diferentes dependiendo también del tipo de presión que van a medir.

Clasificación

Son los elementos primarios de medición que

pueden dar lectura directa o ser parte de los

electromecánicos. Se usan en los procesos como

instrumentos de campo.

Se clasifican en:

• Elementos Primarios de Medición Directa

Manómetro de Presión Absoluta

Manómetro de Tubo en U

Manómetro de Pozo

Manómetro de Tubo Inclinado

Manómetro Tipo Campana

• Elementos primarios elásticos

Tubos Bourdon.

Fuelles.

Diafragmas

Mecánicos

BarómetrosLos medidores de presión más conocidos son los barómetros, ya que son utilizados para medir la presión atmosférica como un indicador de los cambios climáticos en cualquier región. Lo que realmente hacen estos barómetros es medir cual es la presión ejercida por el peso de la atmosfera por unidad de superficie, dependiendo del sistema de medición que se utilice. Las diferentes dimensiones utilizadas para la presión atmosférica comprenden los kilogramos por centímetro cuadrado, libras por pulgada cuadrada, milímetros de mercurio y atmósferas, entre otros.  

Manómetro para presión absoluta

Los manómetros de presión absoluta son aquellos medidores de presión que miden la presión teniendo como referencia el vacío absoluto. En algunas aplicaciones industriales o de P I+D es interesante esta medida para conocer el comportamiento de ciertos materiales o procesos.

Manómetros diferencialesLos manómetros diferenciales se encuentran en numerosos sistemas de procesos industriales para el control de dos presiones distintas de la presión atmosférica. De hecho, este tipo de instrumento puede proporcionar múltiples soluciones para la práctica en el control de procesos.

Un manómetro de presión diferencial es un indicador, diseñado para medir y mostrar la diferencia de presión entre dos puntos de presión en un proceso. Por lo general tienen dos entradas y cada una se conecta a los puntos de presión que se están monitorizando. El manómetro de presión diferencial realiza el cálculo a través de sistemas mecánicos internos para dar la lectura.

Los campos de aplicación se encuentran en refinerías, plantas petroquímicas y químicas, sobre todo para la  monitorización de filtros, la medición de nivel y la medición de caudal.

Los transmisores neumáticos se basan en el sistema tobera-obturador que convierte el movimiento del elemento de medición en una señal neumática.

Se clasifican en:

• Transmisor de equilibrio de movimientos

• Transmisor de equilibrio de fuerzas

• Transmisor de equilibrio en momentos

Instrumentos Neumáticos

Utilizan un elemento elástico combinado con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica correspondiente. El elemento mecánico consiste en un tubo de Bourdon, espiral, diafragma, o una combinación de los mismos que a través de un sistema de palancas convierte la presión en una fuerza.

Pueden clasificarse en:

• Medidores de Esfuerzo (Strain Gages)

• Transductores de Presión Resistivos

• Transductores de Presión Capacitivos

• Transductores de Presión Magnéticos

• Transductores de Presión Piezoeléctricos

Instrumentos electromecánicos y electrónicos

Los transductores electrónicos de vació se emplean para la

medida de alto vacío, son muy sensibles.

Se clasifican en:

• Mecánicos fuelle e ionización filamento caliente

• Diafragma cátodo frío

• Radiación

• Medidor McLeod

• Térmicos Termopar

• Pirani

• Bimetal

Elementos electrónicos de vacío

Ejercicios

200 kPa = atm 1.973847

1 2 3 5 6 74

Ejercicios

1.319891990 mmHg = bar

1 2 3 5 6 74

Ejercicios

67.601364.6 atm = psi

1 2 3 5 6 74

Ejercicios

369.124812.5 bar = inHg

1 2 3 5 6 74

¡Gracias!