Manómetros de diafragma: precisión y fiabilidad en medición de presión

Un diafragma es un material elástico que se desplaza al aplicarle presión. La propiedad elástica del diafragma se utiliza en este tipo de manómetro para determinar la diferencia entre la presión de referencia y la desconocida. Su principio de funcionamiento es similar al del manómetro de tubo de Bourdon; la principal diferencia es que este dispositivo tiene un diafragma corrugado en lugar de un tubo de Bourdon. Al conectar este instrumento a un punto de medición, el diafragma se deforma elásticamente. Este tipo de manómetro se utiliza comúnmente por su tamaño compacto, siendo ideal para aplicaciones de baja presión.

¿Qué es un manómetro de diafragma?

Un manómetro de diafragma es un instrumento que mide la presión mediante un diafragma. El término diafragma se refiere a un material flexible, también conocido como membrana, típicamente construido con metal delgado, cuero, goma, tela u otros materiales similares. El dispositivo de membrana mide la diferencia entre dos presiones distintas, y su principio de funcionamiento se basa en las propiedades de resiliencia del metal o lámina delgada debido a la curvatura provocada por la presión iterativa en el plano de la membrana.

La membrana separa los componentes internos del manómetro del fluido de proceso, evitando contaminación. Gracias a esta característica, el manómetro de diafragma puede utilizarse con medios líquidos o gaseosos corrosivos o contaminados.

Aplicaciones del manómetro de diafragma

Diversas industrias han empleado con éxito manómetros de diafragma para medición de presión absoluta y diferencial. Son adecuados para aplicaciones donde se requiere pureza, gracias a su capacidad para separar medios y evitar contaminación. También son idóneos para industrias que manejan fluidos corrosivos. Los siguientes sectores pueden beneficiarse:

• Alimentación y bebidas
• Farmacéutica
• Petroquímica
• Minería

Los manómetros de diafragma también se usan en vacío, compresores de aire, aplicaciones hidráulicas y filtros de piscinas.

Tipos de manómetros de diafragma

Manómetro de diafragma metálico:

Está construido con un diafragma delgado y flexible de latón o bronce. El movimiento del diafragma acciona un instrumento indicador o registrador. Al poder funcionar en cualquier posición y ser portátil, es muy adecuado para instalación en equipos móviles como aviones.

Manómetro de diafragma flojo (slack diaphragm):

Medir presión por debajo de la atmosférica es más difícil porque las fluctuaciones son pequeñas; solo 14,7 psi (1 kg/cm²) separan la presión atmosférica del vacío total. Para rangos de sobrepresión tan bajos como 0,01-0,40 mm Hg, puede emplearse un manómetro de diafragma flojo con un muelle débil y gran área, logrando una precisión del 1-2%.

Principio de funcionamiento

El funcionamiento es sencillo. Consta de un diafragma (B), una lámina metálica circular delgada que puede ser plana o corrugada. Al aplicar presión, la deflexión del diafragma debe ser lineal. Solo se garantizan pequeñas deflexiones con un diafragma plano, por lo que se prefiere el corrugado para aplicaciones industriales. El diafragma puede soldarse o abrazadearse entre bridas; en aplicaciones limpias se prefiere el soldado para evitar fugas.

El diafragma divide el interior del manómetro, exponiendo un lado al ambiente y sellando el otro. Al trabajar con fluidos corrosivos o viscosos, esta separación protege los componentes internos.

Al introducir presión por la entrada (D), el diafragma se deflexiona. Esta deflexión se traduce en movimiento del puntero (C) mediante el vástago (A) y engranajes, proporcionando una medición precisa del cambio de presión. La presión se expresa comúnmente en bar o psi, y la desviación máxima se indica mediante grados de precisión.

Ventajas y desventajas del manómetro de diafragma

Ventajas:

• Son muy sensibles.
• Detectan variaciones fraccionales de presión en el rango de microsegundos.
• Requieren poco espacio.
• Miden baja presión, vacío y presión diferencial.
• Son aptos para entornos corrosivos.

Desventajas:

• Rango de presión limitado comparado con otros tipos.
• Pueden verse afectados por vibraciones intensas.
• Requieren calibración periódica para mantener precisión.

Conclusión

Un manómetro de diafragma mide la presión mediante una membrana flexible de metal delgado, cuero, goma, tela u otros materiales. Se han analizado definición, aplicaciones, componentes, diagrama, tipos, funcionamiento, ventajas y desventajas.