INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL PARA PRESIÓN

Diana Rodríguez

Concepto y principios de la presión

Instrumentos de medición

Funcionamiento, calibración y mantenimiento

Indicadores locales de presión

Interruptores de presión o presostatos

Contenido

Es la relación entre la fuerza que se ejerce sobre una superficie y se puede expresar en varias unidades siendo el Pascal (Pa) la unidad normalizada por el S.I ().

Otras unidades son atmosfera (atm), el psi (pound square inch), milímetros de mercurio (mm Hg), etc.

Presión

Presión absoluta: Esta se mide con respecto al cero absoluto de presión

Presión atmosférica: Presión ejercida por la atmosfera terrestre. (760 mm Hg, 29,9 In Hg, 14,7 psi)

Presión relativa o manométrica: Es la diferencia entre la presión absoluta y la presión manométrica.

Presión diferencial: Es la diferencia entre 2 puntos de presión.

Tipos de presión

Cualquier instrumento que mida la presión directamente se conoce como manómetro, el cual emplea un líquido de referencia.

Los instrumentos de medición secos son aquellos que usan la deformación elástica como relación con la fuerza ejercida (Ley de Hooke).

El primer instrumento de medición directa fue el manómetro de tubo Bourdon.

Instrumentos de medición

Manómetro tubo en U

La presión del fondo de un recipiente no depende del liquido contenido

Son construidos a partir de materiales elásticos generalmente en espiral, que se mueve conforme con la presión ejercida en una escala contigua.

Manómetro de deformación elástica

La presión de un liquido en reposo depende de la profundidad, la densidad y la presión en la superficie mas no del volumen que contengan

Presión de un liquido en reposo

A partir de lo anterior, la ecuación para calcular la presión existente en un liquido es:

= la densidad del liquido = gravedad = altura del tanque

La ecuación de presión de gases esta dada por la ley de los gases ideales.

En la cual la presión depende básicamente del volumen del gas y la temperatura.

Presión para gases

El campo de medición de presiones es muy amplio ya que va desde presiones muy bajas hasta miles de Pascales.

Por esta razón es de suprema importancia controlar la presión conforme con las necesidades de sensibilidad y precisión de la medida.

Funcionamiento, mantenimiento y calibración

Para la calibración de manómetros existen dos métodos principales.

Manómetros patrón: Son manómetros de alta precisión (min 0,2%) que se usan como patrón, en conjunto con comprobador de manómetros portátiles o digital.

Balanza de pesos muertos: Sistema en el cual se usa una serie de pesas patrón para ejercer una fuerza conocida y verificar la medida resultante.

Calibración

Manómetros patrón Pesos muertos

Bourdon: Los elementos primarios elásticos mas usados son el fuelle, el espiral, diafragma y fuelle. Estos manómetros son realizados sobre una ley empírica de relación entre la fuerza y la deformación.

Indicadores de presión

Manómetro de diafragma: Consiste en capsulas circulares conectadas a una soldadura, al aplicar presión cada capsula se deforma, siendo amplificado el movimiento por palancas siendo la desviación permanente cero.

Manómetro de fuelle: Se caracteriza por la resistencia a altas presiones, funciona con una resorte flexible que al contraerse puede medir la presión a partir de la fuerza ejercida.

Son controles de encendido o apagado de presión a partir de un circuito eléctrico a una presión prefijada. (set point).

Los sensores mas usados son el fuelle, el diafragma y el tubo de Bourdon.

Estos controladores poseen canales abiertos de normally open (NC) o normally closed (NC).

Interruptores de presión o presostatos

Neumáticos: este sistema funciona sobre una presión creciente, funcionan en proceso de carga y se detienen cuando hay sobrecarga.

Hidráulicos: disponen de un fluido para regular la presión requerida, usado en sistemas de filtración de aire

Eléctricos: Acoplan los sistemas anteriores con un sistema eléctrico como sensores.

Tipos de interruptores

Son interruptores ultrasensibles debido a su hibridación mecánica con un sensor eléctrico. Se clasifican en:

Capacitivos: Son aquellos que varían en función de la capacidad, poseen un juego de diafragmas en cual activa el sensor cuando la capacidad esta en el limite. (precisión de 0,2-0,5%)

Interruptores electromecánicos

Resistivo: contienen un elemento elástico generalmente el tubo de Bourdon y una resistencia óhmica que varia en función del potencial con la presión. (precisión 1-2%).

Piezoeléctricos: Materiales cristalinos que la deformarse con la presión generan señal eléctrica, también son sensibles a cambios de temperatura.

Piezoresistivos: se basan en la variación de la longitud y diámetro. Por medio de un hilo de resistencia tensionado mecánicamente, al variar la tensión por la presión, varia la resistencia por medio del movimiento del diafragma del transductor.(precisión 0,2%)