¿Qué son los manómetros?

Los manómetros son instrumentos capaces de medir la presión de los fluidos en circuitos cerrados. Estos miden la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica o relativa.

Para ello, se debe conocer qué es la presión, definiéndose como 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 de presión como los es Mega Pascales [MPa], Bar [Bar], Kilogramos-fuerza sobre Centímetros cuadrados [kgf/cm²] y libras sobre pulgadas cuadradas [PSI]. Es de hacer notar, que, para poder leer la presión en un proceso, existen diferentes instrumentos como los barómetros y manómetros.

¿Qué es la presión manométrica positiva y negativa?

La presión manométrica es positiva cuando tiene un valor por encima de la presión atmosférica, y negativa cuando el valor es por debajo de ella. La presión absoluta es la suma de presión manométrica y presión atmosférica.

Visión general de los diferentes tipos de presión.

Clasificación de los Manómetros

Según la presión que miden:

Según el tipo de medición: 

Según la pieza principal del mecanismo: 

• Manómetro tipo tubo Bourdon.
• Manómetro de membrana o diafragma.
• Manómetro de fuelle.
• Manómetro de tubo helicoidal.
• Manómetro capacitivo.
• Manómetro diferencial.

Manómetros tipo tubo Bourdon

Uno de los manómetros más utilizados en la industria es el Tipo Tubo Bourdon. Se caracterizan por tener un tubo en forma de C, con una sección transversal aplanada; poseen, un extremo sellado y uno abierto. Además, cuando reciben la presión del sistema por su extremo abierto, debido al cambio de forma de su sección transversal, se genera un movimiento que se transmite a la aguja mediante un pivote.

La escala indicada está calibrada para que el movimiento de la aguja corresponda a la presión del sistema.

Aplicaciones y tipos de manómetros CYB

Los manómetros suelen acompañar a los reguladores para un mejor control de la presión de salida, esto permite al usuario visualizar la medida para identificar si se requieren ajustes.

Los manómetros tipo Bourdon son utilizados para medir la presión de procesos que contengan fluidos como agua, aire comprimido, aceite, entre otros. Igualmente, a la hora de instalar unos de estos equipos es importante conocer los materiales constructivos de la rosca, mecanismo Bourdon y carcasa, de esa forma, se evitarán daños por desgaste en casa de que el fluido de trabajo no reaccione bien con dichos materiales.

En Cybermatics poseemos 3 series de Manómetros de gran calidad. La Serie MGA se compone de Manómetros de uso general, secos, con puerto inferior y trasero. La Serie MGB también son de uso general, rellenos de glicerina, para una mayor precisión al realizar la lectura en medios con alta vibración. La Serie MGS son fabricados en acero inoxidable, al igual que su rosca, presentando una gran resistencia a fluidos corrosivos, además, se pueden rellenar de glicerina o silicón.

¿Con qué líquido se llenan los manómetros?  

Por lo general, los manómetros se llenan con:

1) Glicerina 
2) Silicona

Ambos permiten amortiguar las vibraciones y obtener lecturas más estables y precisas. 

El tipo de líquido que se usa para rellenar un manómetro tiene características intrínsecas y les otorga ciertas cualidades diferenciadoras. 

Por ejemplo, dependiendo del líquido, el manómetro podrá trabajar con temperaturas por encima de las ambientales. 

1- Glicerina

Es el líquido más común en un manómetro, con un precio relativamente bajo y que puede amortiguar las vibraciones.  

La glicerina permite a los manómetros trabajar con temperaturas comprendidas entre los -20° C y 60° C.  

Como recomendación, no se debe utilizar un manómetro relleno de glicerina con fluidos como cloro, ácido nítrico o peróxido de hidrógeno.

2- Silicona 

Los manómetros rellenos de silicona se utilizan en aplicaciones donde la temperatura de trabajo se encuentra entre los -40°C y los 140°C.  

Este material es un poco más costoso. Por ello, no es tan común conseguir manómetros rellenos de silicona.  

De igual forma, no es recomendable usar este tipo de manómetros con fluidos como el cloro. 

¿Cómo rellenar el manómetro?

En la parte superior de la caja, los manómetros poseen un tapón de caucho que se puede retirar. Allí existe una abertura que permite rellenar el equipo con líquido. 

Cabe destacar que no se debe rellenar por completo el manómetro, pues el nivel ideal es entre un 80% y un 90% de la ventana.

La razón es que, en ambientes muy húmedos, la glicerina o la silicona tienden a absorber la condensación y aumentar su volumen. 

Lo más recomendable es rellenar el manómetro hasta que el indicador este completamente cubierto en su punto más alto. 

Ventajas y desventajas de los manómetros llenos de líquido

Por lo general, los manómetros llenos de líquido ofrecen algunas ventajas (y desventajas) que los usuarios tienen que tener en cuenta:

Ventajas 

• Rendimiento constante en todas las aplicaciones. 
• Dependiendo del fluido, el manómetro puede trabajar en condiciones de congelamiento.  
• La lubricación y la reducción de las vibraciones asegura el correcto funcionamiento del equipo y minimiza el desgaste.  

Desventajas 

• Son propensos a tener fugas de líquido si el tapón sufre desgaste o queda en una mala posición. También, puede que la escala sufra decoloración y dificulte su lectura. 
• El fluido de trabajo y el líquido del manómetro podrían no tener compatibilidad química.  
• No pueden ser usados en aplicaciones donde el fluido de trabajo es oxígeno.  

¿Cuál es la solución para evitar las vibraciones mecánicas?

En la mayoría de los casos, una caja con relleno como glicerina o aceite de silicona es la forma más conveniente y rentable de proteger los manómetros tipo Bourdon de la vibración. Esto permite frenar el movimiento de la aguja, lubricar el piñón y el segmento de engranaje, además de reducir el desgaste y prolongar su vida útil.  

Pulsaciones en los Manómetros de tubo de Bourdon 

A diferencia de la vibración, la cual es una oscilación regular de las partes mecánicas, la pulsación trata de aumentos y disminuciones rápidas y rítmicas de la presión manométrica.  

¿Cómo pueden evitarse las pulsaciones que experimentan los medidores de presión? 

La opción más efectiva son las válvulas de seguridad y los dispositivos de protección, como un “Restrictor”. Dichos accesorios tienen un pequeño orificio que reduce y frena la presión del fluido, antes de que se encuentre con el manómetro de Bourdon.

Exposición a temperaturas extremas 

En general, los diferentes tipos de manómetros tienen distintas tolerancias para las temperaturas extremas. Exponer los instrumentos de medición a ambientes extremos para los cuales no fueron diseñados, producirá fallas y daño total. 

¿Cómo evitar las temperaturas extremas en los medidores? 

Una torre de refrigeración es la solución más indicada, suelen ser muy efectivas para irradiar y disipar el calor, ya que poseen aletas que aumentan la superficie de contacto con el aire. 

Asimismo, la glicerina o el aceite de silicona, fluido de llenado habitual en los manómetros tipo Bourdon, es una opción efectiva para ambientes extremos (fríos o calientes). 

Fallas por picos de presión

Los picos son producidos cuando la presión manométrica aumenta bruscamente, seguido de una caída abrupta, generando problemas en el medidor de presión, el cual no está diseñado para esta condición. 

Soluciones para los medidores que experimentan picos de presión 

Para amortiguar los efectos de los picos en la presión manométrica se utiliza un manómetro relleno de líquido y/o accesorios como “restrictores”, amortiguadores, válvulas de aguja o un separador de membrana con conexión bridada.  

Sobrepresión en los manómetros tipo Bourdon 

Es similar a los picos de presión, pero se produce cuando el manómetro mide regularmente presiones cercanas al rango máximo, causando que se deforme y/o se rompa el instrumento.  

Soluciones para los medidores que experimentan sobrepresión 

Como la sobrepresión es similar a los picos de presión, su solución también es similar; se usa un medidor con un rango de presión más alto y/o se coloca una válvula limitadora de presión. 

Corrosión del manómetro

Muchas industrias trabajan con productos químicos como ácido fluorhídrico en las refinerías, floculantes y cloro en el tratamiento de aguas residuales, gases clorados en la producción de fibra óptica, etc. 

En los casos donde los materiales del manómetro tipo Bourdon no son compatibles con dichos químicos, se genera un gran riesgo de corrosión.