Instrumentos Mecánicos de Medición de Presión: Tipos y Principios

Elementos de Medida de Presión: Instrumentos Mecánicos

1. Medida Directa

Miden la presión comparándola con la ejercida por un líquido de densidad y altura conocidas.

1.1. Manómetro de Tubo

Consiste en un tubo de vidrio calibrado en el que se vierte un líquido (agua, mercurio o aceite). La presión se mide a partir de la diferencia de altura del líquido en un tubo en U. La fórmula para calcular la presión es: P = ρ · g · h, donde P es la presión, ρ es la densidad del líquido, g es la aceleración de la gravedad y h es la diferencia de altura.

2. Instrumentos Elásticos

La diferencia de presión (P) actúa sobre una superficie elástica, resultando una fuerza neta sobre ella que produce un desplazamiento o una deformación proporcional a la misma. Estos instrumentos se basan en la Ley de Hooke, que establece que la deformación es proporcional a la fuerza aplicada.

2.1. Tubo de Bourdon

Consiste en un tubo en forma de C, cerrado por un extremo. Al aumentar la presión (P) en el interior del tubo, este tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora. Se fabrican comúnmente en bronce fosforado. Es importante considerar que los errores pueden introducirse a partir del 50% de la medida y se debe trabajar a temperaturas inferiores a 90ºC.

2.2. Manómetro de Fuelle

Consta de un fuelle de paredes delgadas y plegadas de tal forma que solo permiten movimientos axiales. Es como una caja de material flexible que lleva un muelle en su interior, tratado térmicamente para mantener fija su constante de fuerza por unidad de compresión o que esté calibrado. Sirven para medir presiones absolutas y relativas.

2.3. Manómetros de Membrana o Diafragma

Formados por una membrana sensible que sufre una deformación al ejercer presión (P). La membrana vuelve a la posición inicial después de sufrir una deformación, gracias a su elasticidad. Los diafragmas son discos flexibles que llevan pliegues concéntricos para aumentar su capacidad de deformación. Separan dos cámaras: una va conectada al proceso y la otra a una presión de referencia. La diferencia de presión (P) entre las cámaras ocasiona una deformación del diafragma en sentido perpendicular a la superficie del mismo.

2.4. Manómetro de Cápsula

Consiste en una o varias cápsulas circulares conectadas entre sí por soldadura. Al aplicar presión (P), cada cápsula se deforma con un movimiento axial y la suma de los pequeños desplazamientos es amplificada por un juego de palancas. Se usa para medir pequeñas presiones. El material de la cápsula suele ser una aleación de Níquel (Ni).