¿Qué es un manómetro diferencial y cómo funciona?

¿Qué es la presión manométrica o relativa?

La presión manométrica, también llamada sobrepresión, es la presión medida con respecto a la presión atmosférica.  La presión manométrica está referenciada a cero con respecto a la presión del aire ambiente (o atmosférico). Esto significa que la presión manométrica varía en función de la altura sobre el nivel del mar y de las condiciones meteorológicas. Es por eso que la medición de presión manométrica es suficiente para la mayoría de las aplicaciones industriales debido a que todos los procesos de una refinería o planta de fabricación están expuestos a la misma presión del aire.

¿Cuál es la relación entre la presión manométrica y la presión absoluta?

La presión absoluta es cuando la presión se mide en relación a un vacío perfecto, basada en una presión de referencia de cero, o ninguna presión. La presión cero sólo existe en un vacío perfecto, y el espacio exterior es el único lugar donde esto ocurre de forma natural.

Por lo tanto, una lectura de presión absoluta es igual a la presión atmosférica (ambiente) más la presión manométrica. Esto significa que la presión manométrica es igual a la presión absoluta menos la presión atmosférica (ambiente). Cuando la presión absoluta es mayor que la presión atmosférica, la condición se denomina sobrepresión positiva; cuando la presión absoluta es menor que la presión atmosférica, se denomina sobrepresión negativa.

¿Qué es la presión atmosférica?

La atmósfera de la tierra tiene peso y crea presión.

También llamada presión barométrica o presión ambiental, la presión atmosférica está sujeta a las fluctuaciones del estado del tiempo. Los fenómenos naturales, como los ciclones y anticiclones, pueden hacer variar la presión atmosférica hasta un 5%.

¿Qué es la presión diferencial?

La presión diferencial es la diferencia de presión entre dos puntos de un proceso.

Un manómetro diferencial suele tener dos entradas (una para cada uno de los puntos de control).

Un manómetro diferencial permite que los usuarios no tengan que supervisar constantemente dos manómetros distintos y determinar la diferencia de lecturas. Los manómetros diferenciales se utilizan en muchas industrias como parte de los sistemas de control para la filtración, la medición de nivel y la medición de caudal.

¿Qué unidades se utilizan para medir la presión?

La unidades más utilizadas para medir la presión son el bar, el milibar (mbar) y las libras por pulgada cuadrada (psi).

La unidad estándar internacional para la presión es el pascal (abreviado como Pa): N/m2, o newton sobre metro cuadrado. 1 bar = 100.000 Pa. La presión también puede medirse en atmósferas (atm), pulgadas de mercurio (in. Hg), milímetros de mercurio (mm Hg) y torr (unos 133,3 Pa).

La unidad utilizada depende del instrumento de presión, de la industria y de las preferencias y normas de medición de cada país.

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¿Cómo funciona un manómetro diferencial de presión?

El principio de funcionamiento es sencillo pero efectivo. El manómetro cuenta con dos cámaras separadas por un elemento sensible (como una membrana o un fuelle). Cuando la presión en ambas cámaras es idéntica, el elemento permanece estático. Sin embargo, si existe una diferencia de presión, el elemento se desplaza, y este movimiento se traduce en una lectura de presión en un dial o pantalla digital.

Manómetro diferencial de presión

Principio de funcionamiento del Manómetro

El manómetro funciona con 2 cámaras están separadas  mediante un elemento sensible. Si las presiones de las dos cámaras son iguales no se realiza ningún movimiento que pueda causar una indicación. En caso de una presión distinta en las cámaras el desplazamiento de la membrana pasa mediante un mecanismo a la aguja de indicación.

La diferencia entre cámara menos y más provoca el desplazamiento  del  elemento sensible traspasando el movimiento mediante un tirante hacia el mecanismo de indicación.

El mecanismo del manómetro funciona o se  traduce el movimiento unidireccional del tirante en un movimiento giratorio de la aguja. Los fuelles metálicos aíslan las cámaras contra la atmósfera y los asientos de membrana protegen el instrumento contra sobrecargas. Los manómetros pueden dotarse con contactos eléctricos para cerrar o abrir un circuito eléctrico o con una señal eléctrica de 4…20 mA para un control desde un puesto de mando.

Sistema de medición de presión diferencial con pistón magnético

En los manómetros diferenciales con pistón magnético, el elemento sensible es un pistón móvil que se desplaza dentro de un cilindro. Este pistón está expuesto a las presiones de las dos cámaras que se desean comparar. Al existir una diferencia de presión, el pistón se desplaza hacia el lado de menor presión. Unido al pistón, se encuentra un imán permanente que se mueve solidariamente con él. Este imán interactúa con un sistema de palancas y engranajes, amplificando el movimiento del pistón y transmitiéndolo a una aguja indicadora.

Para evitar que partículas o contaminantes obstruyan el mecanismo, se suele colocar una membrana protectora en la entrada de las cámaras. Esta membrana permite el paso del fluido pero impide el paso de sólidos.

La configuración del manómetro, como el rango de medición y la sensibilidad, se realiza a través de un DTM (Device Type Manager). Este software permite ajustar los parámetros del instrumento de forma precisa. La precisión de estos manómetros es elevada, alcanzando en algunos modelos hasta el 0,075%.

Un aspecto clave en estos dispositivos es el material del pistón y del cilindro, ya que deben resistir la corrosión y el desgaste producidos por el fluido de proceso. Además, la lubricación adecuada del mecanismo es fundamental para garantizar un funcionamiento suave y duradero.

Las aplicaciones de estos manómetros son muy diversas, encontrándose en procesos industriales donde se requiere una medición precisa de diferencias de presión, como en la filtración, la medición de nivel en tanques cerrados, el control de caudal en tuberías y en sistemas de ventilación.

Aspectos fundamentales de la medición del manómetro diferencial

Cuando hablamos de presión, siempre la comparamos con un punto de referencia. La presión absoluta se mide respecto al vacío total, mientras que la presión relativa se compara con la presión atmosférica.

Los manómetros diferenciales, por su parte, miden la diferencia entre dos presiones cualesquiera que tú elijas. Por eso tienen dos conexiones, una para cada presión. Esto significa que un manómetro diferencial también puede medir la presión relativa si una de las conexiones se deja abierta a la atmósfera. El resultado puede ser positivo o negativo, dependiendo de cuál de las dos presiones sea mayor.

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