Manómetros: tipos, funcionamiento y beneficios

Un manómetro es un dispositivo que mide la presión de un fluido en un recipiente. Son necesarios para configurar y regular equipos de potencia de fluidos, y para solucionar problemas. Sin manómetros, los sistemas de potencia de fluidos serían impredecibles e inconfiables. Verifican que no hay fugas ni variaciones de presión que puedan dañar el funcionamiento del sistema hidráulico.

Aprenderás definición, funciones, tipos, diagrama, funcionamiento, ventajas y desventajas de un manómetro.

¿Qué es un manómetro?

Instrumento para medir la condición de un fluido (líquido o gas) especificada por la fuerza que el fluido ejercería, en reposo, sobre una unidad de área (libras por pulgada cuadrada o newtons por cm²).

Es un dispositivo de medición de intensidad de fluido. Requeridos para configuración y ajuste de máquinas de potencia de fluidos, indispensables en solución de problemas. Sin ellos, los sistemas serían impredecibles e inconfiables. Ayudan a asegurar que no hay fugas ni cambios de presión que afecten la condición operativa del sistema hidráulico.

Funciones principales: medir presión en un sistema de fluido. Empleados en sistemas de potencia de fluidos desde hace casi un siglo, por lo que sus diseños siguen evolucionando. Han evolucionado para incluir características específicas: conexiones hidráulicas amigables (roscas rectas SAE/Métrico) para evitar fugas. Manómetros digitales con software personalizable permiten medición de fugas basadas en presión u otros parámetros (par, carga, fuerza, dureza). Los analógicos con escalas personalizadas son más prevalentes.

Aplicaciones

Aplicaciones según tipos:

Manómetros diferenciales: monitorizan filtración, nivel de líquido, flujo en variedad de industrias. Importantes en refinerías, petroquímicas, químicas, plantas de energía, salas limpias.

Manómetros de presión relativa (gauge): más comunes en industria, especialmente en energía, refinería, química, petroquímica, farmacéutica, alimentaria, refrigeración, aire acondicionado, saneamiento.

Manómetros absolutos: meteorólogos para presión de saturación adiabática; destilación en refinería de petróleo. Miden presión de vapor de líquidos, reactores de vacío, fugas en tanques/circuitos, caída de presión en columnas de destilación al vacío. Bombas de vacío y envasado alimentario usan manómetros absolutos. La presión atmosférica se mide con barómetros.

Los manómetros verifican que no hay fugas ni variaciones de presión que dañen el sistema hidráulico.

Diagrama de un manómetro:

Tipos de manómetro

Clasificados según:

• Manómetro absoluto
• Manómetro de presión relativa (gauge)
• Manómetro diferencial

Manómetro absoluto:

Presión absoluta determinada comparando con presión en vacío completo. En vacío completo no hay presión, por eso "absoluta". Un medidor mecánico convencional tiene celda de medición separada por diafragma. Cámara de referencia (vacío) es una parte. También puede medirse con barómetro (manómetro hidrostático).

Manómetro de presión relativa:

Presión relativa calculada usando presión atmosférica estándar a nivel del mar como referencia (~1013,25 mbar). Positiva cuando supera presión atmosférica; negativa cuando está por debajo.

Manómetro de tubo Bourdon es el más popular para medir presión relativa. Dispositivo mecánico de tubo en C sellado en un extremo. Según presión aplicada dentro del tubo (entra por extremo abierto), el extremo sellado mueve un puntero sobre una escala. Otros dispositivos mecánicos: diafragmas y fuelles. Manómetro de tubo en U efectivo entre los hidrostáticos.

Manómetro diferencial:

Mide la diferencia entre dos lecturas de presión. No da info sobre niveles de presión en los dos puntos comparados.

Manómetros diferenciales mecánicos son los más comunes. Tipo pistón, diafragma, fuelles son formas comunes. Cada uno con aplicación única en operaciones industriales.

Principio de funcionamiento

Varía según tipo. Este artículo explica el manómetro común. Como el sistema hidráulico opera en un rango de presión específico, el manómetro debe estar calibrado para ese rango. Presión hidráulica máxima normalmente 3.000–5.000 psi, pero manómetros pueden medir hasta 10.000 psi. Comúnmente instalados en o cerca del puerto de presión de la bomba para indicación de presión del sistema, pero pueden instalarse donde se necesite monitorizar presión —especialmente si subcircuitos operan a distinta presión que la bomba, ej. tras válvula reductora. Válvulas reductoras suelen tener puerto para manómetro para monitorizar directamente la presión aguas abajo.

Según tipo y material, el manómetro hidráulico puede soportar amplia gama de presiones. Por eso, estilo y material son dos factores esenciales de selección.

Aparecen en sistemas neumáticos y de aire comprimido, registrando presión en numerosos puntos. Receptores, cada FRL o regulador independiente se monitorizan. A veces también en actuadores neumáticos. Manómetros neumáticos típicamente ≤300 psi, la mayoría sistemas operan ~100 psi.

Tres técnicas para medir presión: absoluta, relativa, vacío. Absoluta: medición real que incluye aire ambiente, referencia cero con vacío perfecto. A nivel del mar, presión absoluta puede alcanzar 14,7 psi. En aplicaciones con aire ambiente (cálculo de relación de compresión para caudal cfm), se usan valores absolutos. Relativa: usada en la mayoría de aplicaciones que operan en, pero no con, aire ambiente (sistemas de potencia de fluidos), referencia cero contra presión ambiente. Desconectado, indica cero. Vacío: "presión" expresada en Torr o pulgadas de mercurio (in.-Hg), mide presión por debajo de ambiente.

Mira el video para aprender más sobre manómetros:

Ventajas y desventajas de un manómetro

Ventajas:

• Útiles en amplia gama de aplicaciones e industrias: ingeniería mecánica, bombas/compresores, hidráulica/neumática, servicios/pruebas generales.
• Manómetros modernos aseguran longevidad y precisión de lectura.
• Digitales: rápidos y precisos.
• No requieren interpretación del operador.
• Sin errores de paralaje.
• Capacidad de retroiluminación.
• Lectura estable en alta vibración.
• Fáciles de recalibrar.
• Tubo Bourdon: lecturas precisas.
• Tubo Bourdon: económico.
• Construcción simple.
• Pueden modificarse para salidas eléctricas.
• Seguros incluso para altas presiones.
• Precisión excelente, especialmente a altas presiones.

Desventajas:

• Difícil observar toda la escala o tendencias.
• No leen cantidades que oscilan.
• Requieren mucha energía (excepto tipos manuales).
• Reacción lenta a cambios de presión.
• Estado de histéresis.
• Susceptibles a vibraciones y golpes.
• Desplazamiento del extremo libre del tubo Bourdon es modesto, requiere amplificación.
• Manómetro Bourdon no apto para mediciones precisas.

Conclusión

Un manómetro es un dispositivo de medición de intensidad de fluido. Requeridos para configuración y ajuste de máquinas de potencia de fluidos, indispensables en solución de problemas. Sin ellos, los sistemas serían impredecibles e inconfiables. Se cubrieron definición, funciones, tipos, diagrama, funcionamiento, ventajas, desventajas. ¡Espero que hayas aprendido mucho! Compártelo con otros estudiantes. ¡Gracias por leer, nos vemos!