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.

Manómetro de tintero con ajuste de cero

Manómetro de tubo inclinado: Se usa para presiones manométricas inferiores a 250mm de

columna de agua. La rama larga de un manómetro de tintero se inclina con respecto a la

vertical para alargar la escala. También se usan manómetros de tubo en U con las dos ramas

inclinadas para medir diferenciales de presión muy pequeñas. Si bien los manómetros de tubo

de vidrio son precisos y seguros, no producen un movimiento mecánico que pueda gobernar

aparatos de registro y de regulación. Para esta aplicación de usan manómetros de mercurio

del tipo de campana, de flotador, o de diafragma. Los manómetros de tubo en U y los de

depósito tienen una aproximación del orden de 1mm en la columna de agua, mientras que el

de tubo inclinado, con su columna más larga aprecia hasta 0.25mm de columna de agua. Esta

precisión depende de la habilidad del observador y de la limpieza del líquido y el tubo.

Manómetro de tubo inclinado

El Barómetro:

El barómetro es básicamente un manómetro diseñado para medir la presión del aire.

También es conocido como tubo de Torricelli. El nombre barómetro fue usado por primero

vez por Boyle.

Historia del manómetro: La historia del descubrimiento parece haber sido la siguiente:

Antiguamente se había observado que si por el extremo superior de un tubo abierto y vertical

se aspiraba el aire mediante una bomba, estando el otro extremo en comunicación con un

recipiente con agua, esta ascendía por el tubo, este fenómeno era atribuido al horror que

manifestaban los cuerpos al vacío, según Aristóteles. Pero un constructor de bombas de

Florencia se propuso elevar por este medio agua a una altura superior de 10 metros, sin

conseguirlo. Fue y la pregunto a Galileo la razón del hecho, y este le respondió que era que

el agua había alcanzado su límite de horror al vacío.

El primero que se dio cuenta del fenómeno real fue una de los discípulos de Galileo,

Viviani (1644), quien afirmó que era la presión atmosférica y que la máxima altura del agua

en un tubo vertical cerrado, suficientemente largo, y en cuya parte superior se hiciera vacío,

debía exactamente medir la presión atmosférica, ya que esta era la que sostenía la columna

de agua.

Pensó luego que si la presión atmosférica sostenía a nivel de mar una columna de

agua de 10 metros aproximadamente, podría sostener una columna de mercurio de unos

760mm, ya que el mercurio es 13.5 veces más pesado que el agua. Esta observación fue el

fundamento del experimento de Torricelli, un amigo de Viviani, que confirmó la explicación

de su amigo.

El experimento de Torricelli consiste en tomar un tubo de vidrio cerrado por un

extremo y abierto por el otro, de 1 metro aproximadamente de longitud, llenarlo de mercurio,

taparlo con el dedo pulgar e invertirlo introduciendo el extremo abierto en una cubeta con

mercurio. Luego si el tubo se coloca verticalmente, la altura de la columna de mercurio de la

cubeta es aproximadamente cerca de la altura del nivel del mar de 760mm apareciendo en la

parte superior del tubo el llamado vacío de Torricelli, que realmente es un espacio llenado

por vapor de mercurio a muy baja tensión. Torricelli observó que la altura de la columna

variaba, lo que explico la variación de la presión atmosférica.

Experimento de Torricelli

Manómetro de McLeod:

Modelo de instrumento utilizado para medir bajas presiones. También se llama vacuometro

de McLeod. Se recoge un volumen conocido del gas cuya presión se ha de medir y se eleva

en el nivel de fluido (normalmente mercurio) por medio de un embolo, por una elevación del

deposito, con una pero de goma o inclinando el aparato. Al elevar mas el nivel del mercurio

el gas se comprime en el tubo capilar. De acuerdo con la Ley de Boyle, el gas comprimido

ejerce ahora una presión suficiente para soportar una columna de mercurio lo bastante alta

como para que pueda ser leída.

Las lecturas son casi por completo independientes de la composición del gas. El

manómetro de McLeod es sencillo y económico. Es muy usado como patrón absoluto de

presiones en la zona de 0.0001-10mm de mercurio; a menudo se emplea para calibrar otros

manómetros de bajas presiones que tienen un uso más práctico. Este manómetro tiene como

inconvenientes que las lecturas son discontinuas, que necesita cierta manipulación para hacer

cada lectura y que esta lectura es visual. El vapor de mercurio puede ocasionar trastornos al

difundirse en el vacío que se va a medir.

Posición de carga Posición de medida

Manómetro de dos ramas abiertas:

Estos son los elementos con la que se mide la presión positiva, estos pueden adoptar

distintas escalas. El manómetro más sencillo consiste en un tubo de vidrio doblado en ∪ que

contiene un líquido apropiado (mercurio, agua, aceite, entre otros). Una de las ramas del tubo

está abierta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el fluido cuya

presión se desea medir. El fluido del recipiente penetra en parte del tubo en ∪, haciendo

contacto con la columna líquida. Los fluidos alcanzan una configuración de equilibrio de la

que resulta fácil deducir la presión manométrica en el depósito: resulta:

Donde ρm y ρ son las densidades del líquido manométrico y del fluido contenido en el

depósito, respectivamente. Si la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del líquido

manométrico, en la mayoría de los casos podemos despreciar el término ρgd, y tenemos

De modo que la presión manométrica p-patm es proporcional a la diferencia de alturas que

alcanza el líquido manométrico en las dos ramas. Evidentemente, el manómetro será tanto

más sensible cuanto menor sea la densidad del líquido manométrico utilizado.

Manómetro de dos ramas abiertas.

Manómetro truncado:

El llamado manómetro truncado sirve para medir pequeñas presiones gaseosas, desde

varios torrs hasta 1 Torr. No es más que un barómetro de sifón con sus dos ramas cortas. Si

la rama abierta se comunica con un depósito cuya presión supere la altura máxima de la

columna barométrica, el líquido barométrico llena la rama cerrada. En el caso contrario, se

forma un vacío barométrico en la rama cerrada y la presión absoluta en el depósito vendrá

dada por

Obsérvese que este dispositivo mide presiones absolutas, por lo que no es un verdadero

manómetro.

Manómetro truncado.

Manómetro metálico o aneroide:

En la industria se emplean casi exclusivamente los manómetros metálicos o

aneroides, que son barómetros aneroides modificados de tal forma que dentro de la caja actúa

la presión desconocida que se desea medir y fuera actúa la presión atmosférica. El más

corriente es el manómetro de Bourdon, consistente en un tubo metálico, aplastado, hermético,

cerrado por un extremo y enrollado en espiral.

Manómetro de Bourdon (fundamento)