U T CINGENIERA ELECTROMECNICAQUINTO NIVEL ATRABAJO DE INVESTIGACIN PRIMER PARCIAL

TEMA: PRESION MANOMETRICAIntroduccinEl control de la presin en los procesos industriales da condiciones de operacin seguras. Cualquier recipiente o tubera posee cierta presin mxima de operacin y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construccin. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destruccin del equipo, si no tambin puede provocar la destruccin del equipo adyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando estn implcitas, fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisin con frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema.Por otro lado, la presin puede llegar a tener efectos directos o indirectos en el valor de las variables del proceso (como la composicin de una mezcla en el proceso de destilacin). En tales casos, su valor absoluto medio o controlado con precisin de gran importancia ya que afectara la pureza de los productos ponindolos fuera de especificacin.PRESION MANOMETRICASe llama presin manomtrica a la diferencia entre la presin absoluta o real y la presin atmosfrica. Se aplica tan solo en aquellos casos en los que la presin es superior a la presin atmosfrica, pues cuando esta cantidad es negativa se llama presin de vaco.Presin manomtrica es la que ejerce un medio distinto al de la presin atmosfrica. Representa la diferencia entre la presin real o absoluta y la presin atmosfrica. La presin manomtrica slo se aplica cuando la presin es superior a la atmosfrica. Cuando esta cantidad es negativa se la conoce bajo el nombre de presin negativa. La presin manomtrica se mide con un manmetro.Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presin atmosfrica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presin real o absoluta y la presin atmosfrica, llamndose a este valor presin manomtrica.

Fig.1 ManmetroFuente: http://es.wikipedia.orgVacoSe refiere a presiones manomtricas menores que la atmosfrica, que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con que se miden las presiones superiores a la atmosfrica, es decir, por diferencia entre el valor desconocido y la presin atmosfrica existente. Los valores que corresponden al vaco aumentan al acercarse al cero absoluto y por lo general se expresa a modo de centmetros de mercurio (cmHg), metros de agua, etc.De la misma manera que para las presiones manomtricas, las variaciones de la presin atmosfrica tienen solo un efecto pequeo en las lecturas del indicador de vaco.ExplicacionesCuando la presin se mide en relacin a un vaco perfecto, se llama presin absoluta; cuando se mide con respecto a la presin atmosfrica, presin manomtrica. El concepto de presin manomtrica fue desarrollado porque casi todos los manmetros marcan cero cuando estn abiertos a la atmsfera. Cuando se les conecta al recinto cuya presin se desea medir, miden el exceso de presin respecto a la presin atmosfrica. Si la presin en dicho recinto es inferior a la atmosfrica, sealan cero.Un vaco perfecto correspondera a la presin absoluta cero. Todos los valores de la presin absoluta son positivos, porque un valor negativo indicara una tensin de traccin, fenmeno que se considera imposible en cualquier fluido.Las presiones por debajo de la atmosfrica reciben el nombre de presiones de vaco y se miden con medidores de vaco (o vacumetros) que indican la diferencia entre la presin atmosfrica y la presin absoluta. Las presiones absoluta, manomtrica y de vaco son cantidades positivas y se relacionan entre s por medio de:, (para presiones superiores a la patm), (para presiones inferiores a la patm)donde= Presin manomtrica= Presin de vaco= Presin absoluta= Presin atmosfrica

Entonces: Para calcular la presin manomtrica que hay bajo una columna de fluido, la frmula es:Presin manomtrica = ghDonde g =es la aceleracin de gravedad.= la densidad del fluido.h= la altura de la columna de fluido.Medicin de la presin manomtrica: Tenemos que: Presin manomtrica = Presin absoluta - Presin AtmosfricaCmo medimos la presin manomtrica?Para poder medir esta presin, utilizamos el manmetro, el cual es un tubo; casi siempre doblado en forma de U, que contienen un lquido de peso especfico conocido, cuya superficie se desplaza proporcionalmente a los cambios de presin.El indicador o manmetro es un instrumento utilizado para medir la presin de los lquidos contenidos en recipientes cerrados. Hay bsicamente dos tipos: lquidos y gases.Un tipo de medidor ya siglos de existencia es la columna de fluido. Este medidor contiene un tubo, en el que se colocan una determinada cantidad de lquido de aire o gas. En este mtodo se aplica la presin para medir la apertura de un tubo como una presin de referencia se aplica a la apertura de otros (por lo general la presin atmosfrica). La diferencia entre la presin es proporcional a la diferencia de nivel de lquido, donde la constante de proporcionalidad es la densidad del fluido.Tipos de Medidores de PresinLos instrumentos para medicin de presin pueden ser indicadores, registradores, transmisores y controladores, y pueden clasificarse de acuerdo a lo siguiente:TABLA N 1 TIPOS DE MEDIDORES DE PRESINTipo de ManmetroRango de Operacin

M. de Ionizacin0.0001 a 1 x 10-3 mmHg ABS

M. de Termopar1 x 10-3 a 0.05 mmHg

M. de Resistencia1 x 10-3 a 1 mmHg

M. Mc. Clau1 x 10-4 a 10 mmHg

M. de Campana Invertida0 a 7.6 mmH2O

M. de Fuelle Abierto13 a 230 cmH2O

M. de Cpsula2.5 a 250 mmH2O

M. de Campana de Mercurio(LEDOUX) 0 a 5 mts H2O

M. "U"0 a 2 Kg/cm2

M. de Fuelle Cerrado0 a 3 Kg/cm2

M. de Espiral0 a 300 Kg/cm2

M. de Bourdon tipo "C"0 a 1,500 Kg/cm2

M. Medidor de esfuerzos (stren geigs)7 a 3,500 Kg/cm2

M. Helicoidal0 a 10,000 Kg/cm2

Fuente: http://www.tiposde.org/INSTRUMENTOS PARA MEDICIN DE LA PRESIN MANOMETRICALos aparatos utilizados para medir la presin manomtrica reciben el nombre de manmetros y funcionan segn los mismos principios en que se fundamentan los barmetros de mercurio y los aneroides. La presin manomtrica se expresa bien sea por encima o por debajo de la presin atmosfrica. Los manmetros que sirven para medir presiones inferiores a la atmosfrica se llaman manmetros de vaco o vacumetros.ManmetrosLos manmetros son los instrumentos utilizados para medir la presin de fluidos (lquidos y gases). Lo comn es que ellos determinen el valor de la presin relativa, aunque pueden construirse tambin para medir presiones absolutas.Todos los manmetros tienen un elemento que cambia alguna propiedad cuando son sometidos a la presin, este cambio se manifiesta en una escala o pantalla calibrada directamente en las unidades de presin correspondientes.

Fig.2 Tipos de manmetrosFuente: http://www.textoscientificos.com/Manmetros de tubo ULa figura 2 muestra un esquema del manmetro de tubo U. Est formado por un tubo de vidrio doblado en forma de U lleno parcialmente con un lquido de densidad conocida, uno de sus extremos se conecta a la zona donde quiere medirse la presin, y el otro se deja libre a la atmsfera. La presin ejercida en el lado de alta presin, produce el movimiento del lquido dentro del tubo, lo que se traduce en una diferencia de nivel marcado como h. Esta altura h depender de la presin y de la densidad del lquido en el tubo, como la densidad se conoce, puede elaborarse una escala graduada en el fondo del tubo U calibrada ya en unidades de presin.De este tipo de manmetro surgieron las unidades donde la presin se caracteriza por una unidad de longitud (el valor de h) seguido de la naturaleza del lquido utilizado, por ejemplo, milmetros de agua, pulgadas de mercurio etc.Estos manmetros pueden medir tambin presiones menores que la atmosfrica (vaco), la diferencia es que la columna de lquido ascender en el lado de baja presin.

Figura 3. Tubo UFuente: http://www.sabelotodo.org/Manmetros de tubo de BourdonEstos manmetros tienen un tubo metlico elstico, aplanado y curvado de forma especial conocido como tubo de Bourdon tal y como se muestra en la figura 2 en rojo. Este tubo tiende a enderezarse cuando en su interior acta una presin, por lo que el extremo libre del tubo de Bourdon se desplaza y este desplazamiento mueve un juego de palancas y engranajes que lo transforman en el movimiento amplificado de una aguja que indica directamente la presin en la escala.

Figura 4. Manmetro de BourdonFuente: http://www.sabelotodo.org/Manmetros de fuelle

Los manmetros de fuelle tienen un elemento elstico en forma de fuelle (como el acorden) al que se le aplica la presin a medir, esta presin estira el fuelle y el movimiento de su extremo libre se transforma en el movimiento de la aguja indicadora como se muestra en la figura 3 de manera esquemtica.

Una variante del manmetro de fuelle es el manmetro de diafragma, en este caso la presin acta sobre un diafragma elstico el que se deforma y la deformacin se convierte en el movimiento del puntero indicador.

La figura 5 muestra un esquema ms terminado de un manmetro donde una cpsula elstica funciona como elemento sensor de la presin.

Figura 5. Manmetro de fuelleFuente: http://www.sabelotodo.org/

ConclusionesLos instrumentos industriales de medicin de presin son una parte muy importante para las industrias de proceso en general de hoy en da.Bibliografa: http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/manometro/manometro.htmlhttp://www.sabelotodo.org/aparatos/manometros.htmlhttp://www.textoscientificos.com/quimica/gases/presion-gas

1