Manómetros

Introducción.-

Un manómetro es aquel instrumento que se utiliza para medir la presión de los

líquidos en recipientes cerrados, este es utilizado en diferentes industrias, pero, la industria

petrolera es la que más hace uso de estos, para el control de presiones de los hidrocarburos,

así mismo estos instrumentos son requeridos en y por diferentes industrias, fuera de eso

también podemos encontrar manómetros inclusive en lugares más comunes como en una

tanques de agua, es por eso que más que nada los manómetros son instrumentos muy

necesarios para poder realizar el control de los líquidos.

El manómetro ya bien dicho es un instrumento utilizado para la medición de la presión

en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la

presión local. En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie

que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. Cuando los

manómetros deben indicar fluctuaciones rápidas de presión se suelen utilizar sensores

piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea. Hay que tener

en cuenta que la mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y

la presión atmosférica local, entonces hay que sumar ésta última al valor indicado por el

manómetro para hallar la presión absoluta. Cuando se obtiene una medida negativa en el

manómetro es debida a un vacío parcial.

Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión

atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y

la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica; dichos aparatos reciben

el nombre de manómetros y funcionan según los mismos principios en que se fundamentan

los barómetros de mercurio y los aneroides. La presión manométrica se expresa ya sea por

encima, o bien por debajo de la presión atmosférica. Los manómetros que sirven para medir

presiones inferiores a la atmosférica se llaman manómetros de vacío o vacuómetros.

Características.-

Rango de presiones:

Las presiones pueden variar entre 10-8 y 10-2 mm de mercurio de presión absoluta

en aplicaciones de alto vacío, hasta miles de atmósferas en prensas y controles hidráulicos.

Con fines experimentales se han obtenido presiones del orden de millones de atmósferas, y

la fabricación de diamantes artificiales exige presiones de unas 70.000 atmósferas, además

de temperaturas próximas a los 3.000 °C.

En la atmósfera, el peso cada vez menor de la columna de aire a medida que aumenta

la altitud hace que disminuya la presión atmosférica local. Así, la presión baja desde su valor

de 101.325 Pa al nivel del mar hasta unos 2.350 Pa a 10.700 m (35.000 pies, una altitud de

vuelo típica de un reactor).Por 'presión parcial' se entiende la presión efectiva que ejerce un

componente gaseoso determinado en una mezcla de gases. La presión atmosférica total es la

suma de las presiones parciales de sus componentes (oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono

y gases nobles).

La presión suele medirse en atmósferas (atm), en el sistema internacional de unidades

(SI), la presión se expresa en newtons por metro cuadrado, un newton por metro cuadrado es

un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio

en un barómetro convencional.

Modelos de Manómetros.-

Manómetro analógico: Manómetro con partes mecánicas con carátula, de escala graduada,

que indica mediante un puntero, el valor de una presión.

Manómetro (Indicador de presión): Dispositivo que detecta e indica presión positiva

utilizando la presión ambiente como referencia.

Manómetro patrón o de prueba: Manómetro utilizado para determinar el error de otros

manómetros o medidores de presión, el cual puede tener una exactitud 4 veces mejor que el

manómetro que se verifica o prueba.

Manómetro receptor: Manómetro diseñado para indicar la señal de salida desde un

transmisor neumático. Es calibrado en términos de la salida del transmisor. La carátula puede

ser graduada en unidades de presión, temperatura, flujo u otra medición correspondiente a la

entrada del transmisor.

Tipos de Manómetros.-

Manómetro Burdon

Manómetro de columna de Liquido

El Barómetro

Manómetro de McLeod

Manómetro de dos ramas abiertas

Manómetro truncado

Manómetro metálico o aneroide

Manómetro de Presión

Manómetro de Burdon:

Instrumento mecánico de medición de presiones que emplea como elemento sensible

un tubo metálico curvado o torcido, de sección transversal aplanada. Un extremo del tubo

esta cerrado, y la presión que se va a medir se aplica por el otro extremo. A medida que la

presión aumenta, el tubo tiende a adquirir una sección circular y enderezarse. El movimiento

del extremo libre (cerrado) mide la presión interior y provoca el movimiento de la aguja.

El principio fundamental de que el movimiento del tubo es proporcional a la presión

fue propuesto por el inventor francés Eugene Burdon en el siglo XIX. Los manómetros

Burdon se utilizan tanto para presiones manométricas que oscilan entre 0-1 Kg/cm2 como

entre 0-10000 Kg/cm2 y también para vacío. Las aproximaciones pueden ser del 0.1 al 2%

de la totalidad de la escala, según el material, el diseño y la precisión de las piezas.

El elemento sensible del manómetro puede adoptar numerosas formas. Las más

corrientes son las de tubo en C, espiral y helicoidal. El tubo en C es simple y consistente y

muy utilizado con esferas indicadoras circulares. También se emplea mucho en algunos

indicadores eléctricos de presión, en los que es permisible o deseable un pequeño movimiento

de la aguja. El campo de aplicación es de unos 1500 Kg/cm2. Las formas espiral y helicoidal

se utilizan en instrumentos de control y registro con un movimiento más amplio de la aguja

o para menores esfuerzos en las paredes. Los elementos en espiral permiten un campo de

medición de 0.300 Kg/cm2, y los helicoidales hasta 10000 kg/cm2

A menudo se prefiere el tubo torcido, consistente y compacto, especialmente para los

indicadores eléctricos de presión. Los tubos Burdon se presentan en una serie de aleaciones

de cobre y en aceros inoxidables al cromo níquel. En ciertos aspectos las aleaciones de cobre

dan mejor resultado, pero los aceros inoxidables ofrecen mayor resistencia a la corrosión.

También se utilizan tubos de aleación hierro-níquel, debido a que tienen un coeficiente de

dilatación muy pequeño, que hace que la lectura d la presión no esté influida por la

temperatura del instrumento.

Los instrumentos mecánicos y neumáticos con elementos Burdon permiten una

aproximación del 0.5% de la escala. Si se precisa mayor exactitud se emplean indicadores

eléctricos. Los manómetros Burdon miden la diferencia entre la presión interior y la exterior

del tubo. Como la presión exterior suele ser la atmosférica, el manómetro indica la diferencia

existente entre la presión medida y la presión atmosférica, es decir la presión manométrica.

El manómetro Burdon es el instrumento industrial de medición de presiones más

generalizado, debido a su bajo costo, su suficiente aproximación y su duración.

Manómetro de columna de líquido:

Doble columna líquida utilizada para medir la diferencia entre las presiones de dos

fluidos. El manómetro de columna de líquido es el patrón base para la medición de pequeñas

diferencias de presión. Las dos variedades principales son el manómetro de tubo de vidrio,

para la simple indicación de la diferencia de las presiones, y le manómetro de mercurio con

recipiente metálico, utilizado para regular o registrar una diferencia de presión o una corriente

de un líquido. Los tres tipos básicos de manómetro de tubo de vidrio son el de tubo en U ,

los de tintero y los de tubo inclinado, que pueden medir el vacío o la presión manométrica

dejando una rama abierta a la atmósfera.

Manómetro de tubo en U: Si cada rama del manómetro se conecta a distintas fuentes de

presión, el nivel del líquido aumentara en la rama a menor presión y disminuirá en la otra.

La diferencia entre los niveles es función de las presiones aplicadas y del peso específico del

líquido del instrumento. El área de la sección de los tubos no influyen el la diferencia de

niveles. Normalmente se fija entre las dos ramas una escala graduada para facilitar las

medidas.

Los tubos en U de los micro manómetros se hacen con tubos en U de vidrio calibrado

de precisión, un flotador metálico en una de las ramas y un carrete de inducción para señalar

la posición del flotador. Un indicador electrónico potencio métrico puede señalar cambios de

presión hasta de 0.01 mm de columna de agua. Estos aparatos se usan solo como patrones de

laboratorio.

Manómetro de tubo en U

Manómetro de tintero: Una de las ramas de este tipo de manómetro tiene un diámetro

manómetro relativamente pequeño; la otra es un depósito. El área de la sección recta del

deposito puede ser hasta 1500 veces mayor que la de la rema manómetro, con lo que el nivel

del deposito no oscila de manera apreciable con la manómetro de la presión. Cuando se

produce un pequeño desnivel en el depósito, se compensa mediante ajustes de la escala de la

rama manómetro. Entonces las lecturas de la presión diferencial o manométrica pueden

efectuarse directamente en la escala manómetro. Los barómetros de mercurio se hacen

generalmente del tipo de tintero.