Los manómetros son instrumentos capaces de medir la presión de los fluidos (líquidos y gases) en circuitos cerrados. Miden la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica, valor que se conoce como presión manométrica o relativa.
En esta guía explicamos qué es la presión manométrica, cómo se clasifican los manómetros, cómo elegir el adecuado, cuándo conviene uno lleno de líquido y cuáles son las fallas más comunes y cómo prevenirlas.
La presión es la magnitud física que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa; matemáticamente, es el cociente entre la fuerza aplicada y la superficie.
Se expresa en unidades como megapascales [MPa], bar [bar], kilogramos-fuerza sobre centímetro cuadrado [kgf/cm2] y libras sobre pulgada cuadrada [PSI]. Para leer la presión en un proceso existen distintos instrumentos, como los barómetros y los manómetros.
La presión manométrica es positiva cuando su valor está por encima de la presión atmosférica, y negativa cuando está por debajo. La presión absoluta es la suma de la presión manométrica y la presión atmosférica.
Visión general de los diferentes tipos de presión.
Uno de los manómetros más utilizados en la industria es el tipo tubo Bourdon. Tiene un tubo en forma de C con sección transversal aplanada, un extremo sellado y otro abierto. Cuando recibe la presión del sistema por el extremo abierto, el cambio de forma de su sección genera un movimiento que se transmite a la aguja mediante un pivote. La escala está calibrada para que el movimiento de la aguja corresponda a la presión del sistema.
Los manómetros tipo Bourdon se utilizan para medir la presión de procesos con fluidos como agua, aire comprimido o aceite. Suelen acompañar a los reguladores para controlar mejor la presión de salida, ya que permiten visualizar la medida e identificar si se requieren ajustes. Al instalarlos, es importante conocer los materiales de la rosca, el mecanismo y la carcasa, para evitar daños si el fluido de trabajo no es compatible con ellos.
La medición que se va a realizar y el uso que tendrá el instrumento definen el tipo de manómetro a adquirir. Estos son los criterios principales:
En el caso de los manómetros digitales, también deben considerarse la disponibilidad de energía, la vida de la batería, la temperatura ambiente y del proceso, la humedad, los golpes y las vibraciones.
Cuando las condiciones de trabajo generan vibraciones que dificultan la lectura, se utilizan manómetros llenos de líquido. El líquido amortigua las vibraciones, ofrece lecturas más estables y precisas, y ayuda a prevenir la corrosión y el desgaste del mecanismo interno, lo que alarga la vida útil del equipo.
Glicerina: es el líquido más común, de precio relativamente bajo y buena amortiguación de vibraciones. Permite trabajar entre -20 °C y 60 °C. No se debe usar con fluidos como cloro, ácido nítrico o peróxido de hidrógeno.
Silicona: se utiliza cuando la temperatura de trabajo está entre -40 °C y 140 °C. Es más costosa y por eso menos común. Tampoco se recomienda con fluidos como el cloro.
En la parte superior de la caja, los manómetros tienen un tapón de caucho que se puede retirar; por esa abertura se rellena el equipo. No se debe llenar por completo: el nivel ideal está entre el 80% y el 90% de la ventana, porque en ambientes muy húmedos la glicerina o la silicona absorben condensación y aumentan su volumen. Lo recomendable es rellenar hasta que el indicador quede completamente cubierto en su punto más alto, y revisar el nivel periódicamente.
Ventajas:
Desventajas:
Las vibraciones afectan la precisión: la aguja se mueve constantemente y el mecanismo interno puede dañarse, generando lecturas incorrectas. En la mayoría de los casos, una caja rellena de glicerina o aceite de silicona es la forma más conveniente y rentable de proteger el manómetro: frena el movimiento de la aguja, lubrica el piñón y el segmento de engranaje, reduce el desgaste y prolonga su vida útil.
A diferencia de la vibración, que es una oscilación regular de las partes mecánicas, la pulsación consiste en aumentos y disminuciones rápidas y rítmicas de la presión. La opción más efectiva son las válvulas de seguridad y los dispositivos de protección como un restrictor, que tiene un pequeño orificio que reduce y frena la presión del fluido antes de que llegue al manómetro. Otra alternativa son los sifones y amortiguadores de presión.
Cada tipo de manómetro tiene distintas tolerancias de temperatura; exponerlo a ambientes para los que no fue diseñado produce fallas y daño total. Una torre de refrigeración es la solución más indicada, ya que sus aletas aumentan la superficie de contacto con el aire y disipan el calor. El relleno de glicerina o silicona también ayuda en ambientes fríos o calientes.
Se producen cuando la presión aumenta bruscamente y luego cae de forma abrupta, una condición para la que el manómetro no está diseñado. Para amortiguarlos se usa un manómetro relleno de líquido y accesorios como restrictores, amortiguadores, válvulas de aguja o un separador de membrana con conexión bridada.
Ocurre cuando el manómetro mide regularmente presiones cercanas a su rango máximo, lo que puede deformarlo o romperlo. La solución es usar un instrumento con un rango mayor o instalar una válvula limitadora de presión.
Muchas industrias trabajan con químicos agresivos, como ácido fluorhídrico en refinerías, floculantes y cloro en tratamiento de aguas residuales, o gases clorados en la producción de fibra óptica. Si los materiales del manómetro no son compatibles, el riesgo de corrosión es alto. La mejor opción es aislar el instrumento con un separador de membrana fabricado en materiales resistentes, como aceros inoxidables 316L y 316Ti, Hastelloy®, Monel®, Inconel®, tántalo o titanio.
Es un problema frecuente en fábricas de papel, plantas de tratamiento de aguas residuales y farmacéuticas, donde los fluidos son lodosos, viscosos o con muchas partículas. La acción más certera es colocar un separador de membrana entre el fluido y el manómetro.
Por último, ningún manómetro está diseñado para usarse como asidero o punto de apoyo: además de inseguro, aumenta el riesgo de daños. La capacitación del personal es la mejor prevención.
En Cybermatics contamos con tres series de manómetros tipo Bourdon:
También ofrecemos amortiguadores de presión para proteger sus instrumentos de pulsaciones y picos.