UNIVERSIDAD LAICA ‘‘ELOY ALFARO’’ DE MANABÍ

9 no ‘‘B’’

GRUPO # 10

INTEGRANTES:

CEDEÑO BARCIA MELANI ANALIA
CARREÑO CEDEÑO CÈSAR SAMUEL
TUMBACO CEDEÑO ADRIANA CAROLINA
ROBLES DELGADO JACINTO RODRIGO

Medición de presión

Introducción

La medición y el control de presión son las variables de proceso más usadas en los más distintos sectores de la industria de control de procesos. Además, a través de la presión se puede inferir fácilmente una serie de otras variables, tales como, nivel, volumen, flujo y densidad. En este artículo comentaremos las principales características de las tecnologías más importantes utilizadas en sensores de presión, y también algunos detalles sobre instalaciones, mercado y tendencias de los transmisores de presión. La medición de presión atrae el interés de la ciencia hace mucho tiempo. En fines del siglo XVI, el italiano Galileo Galilei (1564-1642) obtuvo patente por un sistema de bomba de agua utilizada en la irrigación. En 1592, usando solamente un tubo de ensayo y una cuenca con agua, Galileo montó el primer termómetro. El volcó un tubo con la boca hacia abajo, semi sumergido en el líquido. Así, cuando el aire en el interior del tubo enfriaba, el volumen aumentaba y el agua era empujada hacia afuera. El nivel del agua, por lo tanto, medía la temperatura del aire. El núcleo de su bomba era un sistema de succión que el descubrió tener la capacidad de elevar el agua en el máximo 10 metros. El no descubrió la causa de este límite, lo que llevó otros científicos a estudiar el fenómeno.

Definición de presión

La presión se define como fuerza ejercida sobre una superficie por unidad de área. En ingeniería, el término presión se restringe generalmente a la fuerza ejercida por un fluido por unidad de área de la superficie que lo encierra. De esta manera, la presión (P) de una fuerza (F) distribuida sobre un área (A), se define como:

Existen muchas razones por las cuales en un determinado proceso se debe medir presión. Entre estas se tienen:

· Calidad del producto, la cual frecuentemente depende de ciertas presiones que se deben mantener en un proceso.

· Por seguridad, como, por ejemplo, en recipientes presurizados donde la presión no debe exceder un valor máximo dado por las especificaciones del diseño.

· En aplicaciones de medición de nivel.

· En aplicaciones de medición de flujo.

En el sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de presión es el Pascal (Pa), que se define como la fuerza ejercida por un Newton (N) sobre un área de un metro cuadrado (m2). O sea, Pa = N/m2. Esta es una unidad de presión muy pequeña, pero el kilo pascal (KPa), 1.000 Pa, permite expresar fácilmente los rangos de presión comúnmente más usados en la industria petrolera. Otras de las unidades utilizadas son el Kilogramo por centímetro cuadrado (Kg. /cm2); libras por pulgada cuadrada (Psi); bar, y otros.

Factores de conversión para unidades de presión

Tipos de presión

Existen tres modos de medir la presión absoluta, presión manométrica y presión diferencial.

1. Presión absoluta: Presión que se mide a partir de la presión cero de un vacío absoluto.

2. Presión atmosférica barométrica: presión que ejerce la atmosfera sobre cualquier punto o lugar de la tierra sobre todos los objetos que se hallan en contacto con ella Cuanto mayor es la altura, menor es la presión atmosférica y cuanto menor es la altura y más se acerque a nivel del mar, mayor será la presión.

3. Presión atmosférica normalizada: presión ejercida por la atmosfera bajo condiciones normalizadas igual a 101 325 Pa (760 mm Hg). La cual idealmente se presente a una altitud de 0 m s.n.m. metros sobre el nivel del mar, temperatura ambiente de 20 C, humedad relativa de 65 %HR y densidad del aire 1,2 kg /m3.

4. Presión manométrica relativa: Es la presión medida como referencia arriba de la presión atmosférica conocida también como presión relativa o presión positiva.

5. Presión negativa vacío: Es la presión medida como referencia por debajo de la presión atmosférica también como presión de vacío o presión negativa.

6. Presión diferencial: Es la presión que mide la diferencia entre dos presiones diferente A-B.

Instrumentos para medición de la presión

Los medidores de presión son instrumentos de precisión fabricados para medir la presión sanguínea, la presión de líquidos y gases en tuberías o tanques de almacenamiento y la presión atmosférica, a grandes rasgos, teniendo para cada uso diversos equipos disponibles de acuerdo a las necesidades.
Dependiendo de las aplicaciones de los medidores de presión, son las unidades disponibles para sus resultados, además de que algunos reciben nombres diferentes dependiendo también del tipo de presión que van a medir.

Instrumentos mecánicos

Clasificación

Columnas de liquido

· Manómetro de Presión Absoluta.

· Manómetro de Tubo en U.

· Manómetro de Pozo.

· Manómetro de Tubo Inclinado.

· Manómetro Tipo Campana.

Instrumentos elásticos

· Tubos Bourdon.

· Fuelles.

· Diafragmas.

Instrumentos electromecánicos y electrónicos

· Medidores de Esfuerzo (Strain Gages)

· Transductores de Presión Resistivos

· Transductores de Presión Capacitivos

· Transductores de Presión Magnéticos

· Transductores de Presión Piezoeléctricos

Manómetro de tubo de bourdon

Este medidor de presión tiene una amplia variedad de aplicaciones para realizar mediciones de presión estática; es barato, consistente y se fabrica en diámetros de 2 pulgadas (50 mm) en caratula y tienen una exactitud de hasta 0.1% de la lectura a escala plena; con frecuencia se emplea en el laboratorio como un patrón secundario de presión. Un manómetro con tubo bourbon en los que la sección transversal del tubo es elíptico o rectangular y en forma de C. Cuando se aplica presión interna al tubo, este se reflexiona elástica y proporcionalmente a la presión y esa deformación se transmite a la cremallera y de esta al piñón que hace girar a la aguja indicadora a través de su eje. Las escalas, exactitudes y modelos difieren de acuerdo con el diseño y aplicación, con lo que se busca un ajuste que de linealidad optima e histéresis mínima.

Manómetro de tubo abierto

Un aparato muy común para medir la presión manométrica es el manómetro de tubo abierto. El manómetro consiste en un tubo en forma de U que contiene un líquido, que generalmente es mercurio. Cuando ambos extremos del tubo están abiertos, el mercurio busca su propio nivel ya que se ejerce una atmósfera de presión sobre cada uno de ellos. Cuando uno de los extremos se conecta a una cámara presurizada, el mercurio se eleva hasta que la presiones se igualan. La diferencia entre los dos niveles de mercurio es una medida de presión manométrica: la diferencia entre la presión absoluta en la cámara y la presión atmosférica en el extremo abierto. El manómetro se usa con tanta frecuencia en situaciones de laboratorio que la presión atmosférica y otras presiones se expresan a menudo en centímetros de mercurio o pulgadas de mercurio.

Barómetros

La presión, por definición, es la fuerza aplicada por unidad de superficie, dando cabida a una gran gama de acciones y eventos donde se ejerce y es necesario el uso de medidores de presión para evaluar su magnitud. Los medidores de presión más conocidos son los barómetros, ya que son utilizados para medir la presión atmosférica como un indicador de los cambios climáticos en cualquier región. Lo que realmente hacen estos barómetros es medir cual es la presión ejercida por el peso de la atmosfera por unidad de superficie, dependiendo del sistema de medición que se utilice. Las diferentes dimensiones utilizadas para la presión atmosférica comprenden los kilogramos por centímetro cuadrado, libras por pulgada cuadrada, milímetros de mercurio y atmósferas, entre otros.

Barómetro de mercurio

Un barómetro de mercurio ordinario está formado por un tubo de vidrio de unos 850 mm de altura, cerrado por el extremo superior y abierto por el inferior. Cuando el tubo se llena de mercurio y se coloca el extremo abierto en un recipiente lleno del mismo líquido, el nivel del tubo cae hasta una altura de unos 760 mm por encima del nivel del recipiente y deja un vacío casi perfecto en la parte superior del tubo. Las variaciones de la presión atmosférica hacen que el líquido del tubo suba o baje ligeramente; al nivel del mar no suele caer por debajo de los 737 mm ni subir más de 775 mm. Cuando el nivel de mercurio se lee con una escala graduada denominada nonius y se efectúan las correcciones oportunas según la altitud y la latitud (debido al cambio de la gravedad efectiva), la temperatura (debido a la dilatación o contracción del mercurio) y el diámetro del tubo (por los efectos de capilaridad), la lectura de un barómetro de mercurio puede tener una precisión de hasta 0,1 milímetros.

Barómetro aneroide

Un barómetro más cómodo (y casi tan preciso) es el llamado barómetro aneroide, en el que la presión atmosférica deforma la pared elástica de un cilindro en el que se ha hecho un vacío parcial, lo que a su vez mueve una aguja. A menudo se emplean como altímetros (instrumentos para medir la altitud) barómetros aneroides de características adecuadas, ya que la presión disminuye rápidamente al aumentar la altitud. Para predecir el tiempo es imprescindible averiguar el tamaño, forma y movimiento de las masas de aire continentales; esto puede lograrse realizando observaciones barométricas simultáneas en una serie de puntos distintos. El barómetro es la base de todos los pronósticos meteorológicos.

Aplicaciones

Refrigeración

La refrigeración se basa en la aplicación alternativa de presión elevada y baja, haciendo circular un fluido en los momentos de presión por una tubería. Cuando el fluido pasa de presión elevada a baja en el evaporador, el fluido se enfría y retira el calor dentro del refrigerador. Como el fluido se encuentra en un ciclo cerrado, al ser comprimido por un compresor para elevar su temperatura en el condensador, que también cambia de estado a líquido a alta presión, nuevamente está listo para volverse a expandir y a retirar calor.

Neumáticos de los vehículos

Se inflan a una presión de 206 842 Pa, lo que equivale a 30 psi. Esto se hace para que los neumáticos tengan elasticidad ante fuertes golpes. El aire queda encerrado a mayor presión que la atmosférica dentro de las cámaras (casi 3 veces mayor).

Frenos hidráulicos

Muchos automóviles tienen sistemas de frenado antibloqueo (ABS, siglas en inglés) para impedir que la fuerza de fricción de los frenos bloquee las ruedas, provocando que el automóvil derrape. En un sistema de frenado antibloqueo un sensor controla la rotación de las ruedas del coche cuando los frenos entran en funcionamiento. Si una rueda está a punto de bloquearse los sensores detectan que la velocidad de rotación está bajando de forma brusca, y disminuyen la presión del freno un instante para impedir que se bloquee. Comparándolo con los sistemas de frenado tradicionales, los sistemas de frenado antibloqueo consiguen que el conductor controle con más eficacia el automóvil en estas situaciones, sobre todo si la carretera está mojada o cubierta por la nieve.

Conclusión

Los instrumentos de medición de presión la mayoría de estos instrumentos permiten medir la presión directamente, los principios que se aplica a la medición de presión se utilizan también en la determinación de temperaturas, flujos y niveles de líquidos, es muy importante conocer los principios generales de operación y los tipos de instrumentos, los principios de instalación y la forma en que se deben mantener los instrumentos, para obtener el mejor funcionamiento posible, como se debe utilizar para controlar un sistema o una operación y la manera de cómo se calibra. Los instrumentos de presión son aparatos que se usan para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. La mayoría de los dispositivos que permiten medir la presión directamente miden en realidad la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica. Los principios que se aplican a la medición de presión se utilizan también en la determinación de temperaturas, flujos y niveles de líquidos, por lo tanto, es muy importante conocer los principios generales de operación y los tipos de instrumentos los cuales se plasmaran en el siguiente contexto.