Una parte importante de todas las mediciones industriales se relaciona de alguna manera con la presión en sus diversas formas. El flujo, por ejemplo, suele medirse determinando la presión que existe en dos puntos diferentes de un sistema.
En un sistema Bourdon, los cambios de presión se utilizan para producir el movimiento mecánico de un palpador de registro.
La presión también puede utilizarse para medir la temperatura en un sistema lleno a través de los cambios producidos por una expansión del líquido o fluido en el sistema lleno.
La medición de la presión se realiza más que cualquier otra medición en las industrias de proceso. Es la mejor indicación rápida del trabajo realizado por bombas y compresores. También es la medida más importante del estado de funcionamiento de los recipientes a presión.
¿Qué es la presión?
La presión es una medida de la fuerza ejercida sobre una unidad de superficie.
Para la presión en un recipiente, es una medida de la fuerza ejercida por un fluido debido a sus actividades moleculares. Es una derivación del concepto anterior combinado con la Teoría Cinética de la Materia.
Tipos de presión ejercida por los fluidos
Presión producida por los líquidos
Todos los fluidos (líquidos y gases) tienen peso, por lo que ejercen una presión contra la pared de sus recipientes. La presión ejercida por un líquido en cualquier punto o lugar del recipiente depende de la altura del líquido sobre él. Esta presión es independiente de la forma del recipiente.
En el diagrama anterior, las presiones ejercidas en el fondo de cada recipiente son iguales, siempre que los líquidos tengan la misma densidad y a la misma altura.
Presión producida por la densidad
La densidad es el peso de un metro cúbico de material. Diferentes líquidos pesan diferentes cantidades para el mismo volumen y por lo tanto crearían diferentes presiones.
Como sabemos que, la presión es igual a la fuerza (o peso) sobre una unidad de superficie, y en cualquier volumen fijo de columna, el peso del líquido contenido varía con la densidad; por lo tanto el cambio de densidad cambiará la presión del recipiente.
Presión producida por los gases
Para estudiar algunos de los principios que rigen el comportamiento de los gases, utilizaremos el aire como gas común conocido.
Como el aire tiene peso, acumula presión estática, de forma muy similar a como lo hacen los líquidos. Un pie cúbico de aire pesa aproximadamente 0,08 libras. Una habitación de 10 pies de ancho, 20 de largo y 8 de alto tiene 1600 pies cúbicos de aire que pesan alrededor de 128 libras. La capa profunda de aire que cubre la tierra ejerce una presión muy parecida a la del agua en el fondo del océano. Esta presión se conoce como presión atmosférica y es de aproximadamente 14,7 psi a nivel del mar.
Presión resultante de la carga externa
La presión final o total ejercida en cualquier punto dado en un recipiente, bomba, línea, etc. dependerá de la cabeza, o el peso del líquido que se maneja más cualquier presión externa que se ejerce sobre el líquido que se maneja. La siguiente figura muestra el efecto de la presión externa.
Vasija llena de agua hasta una altura de 20 pies y abierta a la atmósfera. La presión en el fondo sería de 20 × 0,433, o 8,66 psi. Si cerramos el recipiente y añadimos gas comprimido de 200 psi en la parte superior del recipiente, encontraríamos que la presión del fondo sería (200 + 8,66) psi, o 208,66 psi.
Glosario de presión
Existen dos puntos de referencia para la medición de la presión. El más lógico es el cero absoluto, una condición que sólo existe en un vacío perfecto. Las presiones medidas a partir de este punto de referencia se denominan presión absoluta.
El otro punto de referencia utilizado es la presión atmosférica. La dificultad de este punto de referencia es que cambia con la altitud (referencia con el nivel del mar) y hasta cierto punto con las condiciones meteorológicas. A nivel del mar o cerca de él, esta presión es de aproximadamente 14,7 psia o 29,9 pulgadas o 760 mmHga.
Presión absoluta, Pabs
La presión absoluta es la presión medida con respecto a la presión cero (vacío).
Presión manométrica, Pgauge
La presión manométrica (o a veces llamada presión interna) es la presión medida por un manómetro en acceso a la presión de la atmósfera.
Un manómetro indica la diferencia entre la presión en un sistema o recipiente y la presión atmosférica local.
Sin embargo, ¡tenga cuidado! cuando lea un manómetro; determine si está leyendo la presión absoluta o la presión manométrica, normalmente indicada por «a» o «g», por ejemplo, psia o barg.
Presión atmosférica, Patm
La presión atmosférica es la medida de presión en la superficie en la atmósfera. Sin embargo, la dificultad es que cambia con la altitud y la humedad.
Por lo tanto, la presión atmosférica puede diferir de una zona o lugar a otro.
Presión diferencial (DP)
La presión diferencial es la diferencia de presión, medida entre dos puntos de presión diferentes, dentro del mismo punto de referencia de presión., por ejemplo, entre la presión desconocida y una presión atmosférica local.
Presión de cabeza
La presión de cabeza es la presión ejercida por un líquido que indica la altura del líquido en una columna de líquido.
Depende de;
1. la altura de la columna de líquido.
2. la densidad relativa del líquido.
Cabeza de presión = R.D x h x 9,8 kPa
donde, R.D = densidad relativa del líquido, h = la altura del líquido g = fuerza gravitatoria
Nota: La densidad relativa es la densidad de un líquido respecto a la densidad estándar de referencia (agua = 1000 kgm-3)
Vacío
La presión inferior a la atmosférica se llama vacío. El vacío es una falta de fluido de aire. La escala de vacío se extiende entre el punto de referencia cero absoluto y la presión atmosférica, por lo que no es una presión positiva. Se trata como una fuerza de succión o presión negativa.
Conversiones de presión entre unidades
Métodos de medición de la presión
Hay 3 métodos básicos para la medición de la presión;
I. El primer método consiste en equilibrar la presión desconocida con la presión producida por una columna de líquido de densidad conocida.
II. El segundo método consiste en dejar que la presión desconocida actúe sobre un área conocida y medir la fuerza resultante directa o indirectamente.
III. El tercer método consiste en dejar que la presión desconocida actúe sobre un material elástico y medir la tensión o deformación resultante.
Autor : N. Asyiddin