Los manómetros mecánicos siguen ocupando una posición importante en la medición industrial de presión, incluso con la creciente implantación de instrumentación electrónica y digital. Una de sus principales ventajas es su robustez y su capacidad para funcionar sin alimentación eléctrica auxiliar.
Pero ¿cómo funcionan los manómetros? El principio básico consiste en transformar la presión aplicada en la deformación de un elemento sensible. Este movimiento se transmite mediante un mecanismo hasta una aguja, que indica el valor de presión sobre la esfera.
Dependiendo del elemento de medida utilizado, existen diferentes tipos de manómetros mecánicos. Entre los más comunes se encuentran los manómetros con tubo Bourdon, los manómetros de membrana y los manómetros de cápsula.
¿Cómo funciona un manómetro mecánico?
En un manómetro mecánico, la presión del fluido actúa sobre un elemento sensible que se deforma de manera proporcional a la presión aplicada.
Esta deformación se transmite mediante un mecanismo a la aguja indicadora. La presión se representa normalmente sobre una esfera con un arco aproximado de 270°, dividida según la escala de medida del instrumento.
En aplicaciones sometidas a vibraciones o pulsaciones, pueden utilizarse manómetros llenos de líquido amortiguador para estabilizar el movimiento de la aguja y proteger el mecanismo interno.
Los manómetros también pueden incorporar contactos eléctricos que activan una señal cuando se alcanza un valor de presión previamente ajustado. Asimismo, algunos instrumentos pueden integrar un transmisor con una señal normalizada, como 4…20 mA o 0…5 V, combinando la indicación local con la transmisión continua de la presión a un sistema de control.
Manómetro con tubo Bourdon: el principio más habitual
Funcionamiento de un manómetro con tubo Bourdon
El manómetro Bourdon utiliza un tubo de sección ovalada que se deforma cuando aumenta la presión del fluido en su interior.
El extremo libre del tubo realiza un movimiento proporcional a la presión. Este desplazamiento se transmite mediante un mecanismo hasta la aguja, que muestra el valor sobre la esfera.
Los tubos de forma circular se utilizan para presiones de hasta 60 bar. Para presiones superiores pueden emplearse elementos de forma helicoidal.
Los rangos de indicación de este tipo de manómetro van desde 0…0,6 hasta 0…7.000 bar, con clases de precisión comprendidas entre 0,1 y 4,0 %.
Debido a su versatilidad, el manómetro Bourdon es uno de los tipos más habituales en la industria y está disponible en numerosas configuraciones adaptadas a diferentes aplicaciones.
Las versiones de acero inoxidable con diámetro nominal de 100 mm son muy utilizadas en las industrias química y petroquímica. Los modelos con elemento de medida y conexión de latón, con diámetro de 63 mm, tienen una presencia importante en aplicaciones OEM.
Además, pueden fabricarse numerosas variantes con diferentes esferas, materiales y rangos de escala.
Cuando las condiciones de medición son especialmente exigentes, puede ser necesario combinar el instrumento con un separador para proteger el sistema de medida.
¿Cómo funciona un manómetro de membrana?
Manómetro con membrana
El manómetro de membrana utiliza una membrana circular ondulada como elemento sensible.
La presión aplicada sobre uno de los lados de la membrana provoca su deformación. Este movimiento se transmite, igual que en el manómetro Bourdon, mediante un mecanismo hasta la aguja indicadora.
Una de las principales ventajas de este sistema es la elevada fuerza generada por la membrana, así como su resistencia frente a vibraciones y pulsaciones.
La construcción también proporciona una mayor protección frente a sobrecargas. Cuando la presión es demasiado elevada, la membrana puede apoyarse sobre un asiento situado en la brida superior.
Con materiales adecuados, los manómetros de membrana pueden utilizarse también con fluidos agresivos. Su construcción permite además trabajar con medios:
- viscosos;
- sucios;
- cristalizantes;
- con un elevado contenido de partículas en suspensión.
En estas aplicaciones pueden utilizarse conexiones abiertas con orificios de purga.
Los rangos indicados en el artículo original van desde 0…16 mbar hasta 0…40 bar. Esta tecnología se utiliza especialmente en aplicaciones con fuertes golpes de ariete, por ejemplo en las industrias química y de tratamiento de agua.
En otros casos, puede resultar más adecuado combinar un manómetro convencional con un separador, ya que esta solución facilita la sustitución del instrumento.
¿Cómo funciona un manómetro de cápsula?
Manómetro con cápsula
Los manómetros de cápsula utilizan dos membranas onduladas circulares unidas entre sí para formar una cámara de medida estanca.
La presión actúa en el interior de esta cápsula y provoca su deformación. El desplazamiento resultante se transmite mediante el mecanismo hasta la aguja indicadora.
Este principio de medida es especialmente adecuado para medios gaseosos y bajas presiones.
Los rangos indicados en el artículo van desde 0…2,5 hasta 0…6 bar, con clases de precisión comprendidas entre 0,1 y 2,5 % del valor final.
A diferencia del sistema de membrana, las cápsulas no ofrecen una elevada protección frente a sobrecargas.
Diferencias entre Bourdon, membrana y cápsula
Aunque los tres sistemas convierten una deformación mecánica en un movimiento de la aguja, cada uno utiliza un elemento sensible diferente.
| Tipo de manómetro | Elemento de medida | Aplicación destacada |
|---|---|---|
| Bourdon | Tubo de sección ovalada | Amplio rango de presiones y aplicaciones industriales |
| Membrana | Membrana circular ondulada | Fluidos agresivos, viscosos, sucios o con partículas |
| Cápsula | Dos membranas unidas | Gases y bajas presiones |
La elección depende, por tanto, de la presión que se debe medir, el fluido, las condiciones del proceso y las exigencias de la aplicación.
Manómetros con contactos eléctricos
En numerosas aplicaciones de control de procesos no basta con visualizar la presión. También es necesario activar o desactivar un dispositivo cuando se alcanza un determinado valor.
Para estos casos pueden utilizarse manómetros con contactos eléctricos, que combinan las funciones de un manómetro mecánico con determinadas funciones de conmutación.
El punto de actuación del contacto se ajusta mediante una aguja específica. Cuando la aguja indicadora del manómetro alcanza ese punto, el contacto puede abrir, cerrar o conmutar un circuito.
Entre los sistemas utilizados se encuentran los contactos de acción magnética, con una histéresis indicada en el artículo de entre el 2 y el 5 % del span de medición.
Para determinadas áreas clasificadas, como zonas 1 y 2, pueden utilizarse contactos inductivos junto con un dispositivo de control homologado.
De este modo, un manómetro mecánico puede proporcionar tanto una indicación local de presión como una señal para determinadas funciones de control.
¿Qué tipo de manómetro elegir?
Entender cómo funcionan los manómetros ayuda a seleccionar el principio de medida más adecuado.
El manómetro Bourdon ofrece una solución versátil para un amplio número de aplicaciones y rangos de presión.
El manómetro de membrana resulta especialmente interesante cuando existen pulsaciones importantes o cuando el fluido es agresivo, viscoso, sucio o contiene partículas.
El manómetro de cápsula está orientado principalmente a la medición de gases a baja presión.
Cuando además es necesario activar una función en un determinado punto de presión, un manómetro con contacto eléctrico puede combinar la indicación mecánica con una función de conmutación.
Conclusión
El funcionamiento de un manómetro mecánico se basa en un principio sencillo: la presión deforma un elemento sensible y este movimiento se transmite mecánicamente hasta una aguja que indica la presión.
La diferencia entre los distintos tipos de manómetros reside principalmente en el elemento de medida utilizado.
Los manómetros Bourdon utilizan un tubo deformable, los manómetros de membrana una membrana circular y los manómetros de cápsula dos membranas unidas.
Cada principio presenta características diferentes y responde a necesidades específicas de presión, fluido y aplicación. Por ello, conocer cómo funcionan los manómetros es el primer paso para seleccionar el instrumento adecuado para cada proceso industrial.
FAQ
1. ¿Cómo funciona un manómetro mecánico?
La presión deforma un elemento sensible situado en el interior del instrumento. Este movimiento se transmite mediante un mecanismo hasta una aguja que indica el valor de presión sobre la esfera.
2. ¿Cómo funciona un manómetro Bourdon?
La presión deforma un tubo de sección ovalada. El movimiento del extremo del tubo se transmite al mecanismo y desplaza la aguja indicadora.
3. ¿Qué diferencia existe entre un manómetro Bourdon y uno de membrana?
El manómetro Bourdon utiliza un tubo deformable como elemento de medida, mientras que el manómetro de membrana utiliza una membrana circular. El sistema de membrana es especialmente adecuado para determinados fluidos agresivos, viscosos o con partículas.
4. ¿Para qué se utiliza un manómetro de cápsula?
Los manómetros de cápsula están especialmente indicados para la medición de medios gaseosos a bajas presiones.
5. ¿Qué es un manómetro con contacto eléctrico?
Es un manómetro mecánico equipado con un contacto que abre, cierra o conmuta un circuito cuando la presión alcanza un valor previamente ajustado.
Hola buen día tengo una duda, ¿Qué uso o en qué situación se utilizaría dentro de un relleno sanitario?
En procesos sanitarios, para reducir riesgos de contaminación, se recomienda uso de manómetros mecánicos de membrana sin líquido de transmisión, modelo PG43SA.
como hago para comprar la norma DNI 16001 y 16002 que me avale los trabajos de calibración que se realiza en un laboratorio.
Todas las normas pueden adquirirse en Internet, donde hay portales especiales, algunos de los cuales permiten incluso la descarga gratuita. En el caso de las normas DIN, puede visitar el siguiente sitio web: DIN – German Institute for Standardization
Hola, su función es medir la presión de un fluido o gas en el interior de un circuito.