Comprensión de la presión absoluta, de vacío y compuesta

Este artículo se publicó originalmente el 13 de diciembre de 2021 y se actualizó el 4 de febrero de 2024.

Las distintas aplicaciones industriales requieren diferentes tipos de manómetros para medir la presión en diversos puntos del proceso. Los manómetros mecánicos, por ejemplo, pueden utilizarse para medir la presión absoluta, la presión de vacío y la presión compuesta.

Si no selecciona el tipo adecuado de presión a medir, es posible que su manómetro no le proporcione la escala de presión "legible" requerida.

Ashcroft ha estado fabricando instrumentación de presión y temperatura desde 1852 y como gerente senior de productos para manómetros de proceso, he estado respondiendo preguntas sobre el tema durante los últimos 15 años. En este artículo, le llevaré a través de los diversos tipos de presión y revisaré los diferentes manómetros y transductores disponibles para satisfacer sus necesidades específicas de presión. 

Definiciones de los tipos de presión

Presión absoluta - La presión absoluta se mide con referencia al vacío absoluto (presión cero). El vacío absoluto se produce cuando el aire está completamente ausente. Sólo entonces se crea un vacío perfecto o total. No existe presión absoluta negativa. 

Presión manométrica - Presión positiva superior a la presión atmosférica o barométrica tomando como referencia la presión ambiente.

Vacío - Presión negativa inferior a la presión atmosférica o barométrica tomando como referencia la presión ambiente.

Nota: puede haber requisitos específicos para los manómetros que miden tanto la presión positiva como la negativa, también conocidos como manómetros con rango o escala compuesta, así como para los manómetros que utilizan el cero absoluto como punto de presión. 

¿Qué es la presión barométrica o atmosférica?

Normalmente, los manómetros mecánicos se miden y calibran a la presión atmosférica, también conocida como presión barométrica o presión manométrica. A nivel del mar, la presión barométrica es de 30 pulgadas de mercurio o 14,7 libras por pulgada cuadrada (psi).

Curiosamente, la presión barométrica difiere y/o cambia en función de la altitud. También varía con los cambios meteorológicos. En un día lluvioso, la presión barométrica desciende. Por el contrario, en un día agradable, la presión barométrica aumenta.

Las presiones barométricas registradas en condiciones extremas han alcanzado hasta 25,9 pulgadas de mercurio. Por lo tanto, cuando un fabricante de manómetros calibra un manómetro, lo hace para la presión barométrica o atmosférica de ese día, que puede cambiar en el futuro.

Con las condiciones meteorológicas extremas que se acaban de describir, cuando se calibra un manómetro con caja sellada (sin ventilación a la atmósfera local) a nivel del mar o a 30 pulgadas de mercurio se instala donde la presión barométrica es de 25,9 pulgadas de mercurio, la precisión del manómetro se verá afectada en 4,1 pulgadas de mercurio o +/- 2 psi.

Normalmente, los cambios en la presión barométrica no modifican negativamente la decisión de un cliente de adquirir un manómetro mecánico calibrado a la presión atmosférica o a la presión manométrica.

Según la NOAA (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica), la presión barométrica media es de 29,92 pulgadas de mercurio. Normalmente, los instrumentos de presión utilizan como estándar 30 pulgadas de mercurio o una unidad de medida equivalente.  

¿Qué opciones tengo en cuanto a instrumentos de presión absoluta?

Cuando su aplicación requiere presión absoluta, hay algunos tipos de instrumentos a tener en cuenta: 

Manómetros mecánicos

Como recordatorio, los manómetros mecánicos se calibran a la presión atmosférica/barométrica del día. Cuando se necesita un manómetro mecánico absoluto, a menudo una opción sencilla y aceptable es calibrar el manómetro a la presión atmosférica y, a continuación, a presión cero, desplazar la aguja 14,7 psi hacia arriba.

Aunque no es un verdadero manómetro absoluto con una cámara de presión aislada, esta opción es a menudo una elección aceptable y económica. Véanse las figuras 1 y 2 a continuación para ejemplos de manómetros que indican la presión manométrica y un manómetro absoluto con el puntero desplazado como se ha descrito anteriormente.

Fig. 1: Con presión manométrica estándar de 0/100 psi

Fig. 2: Con 0/100psia de presión absoluta

Aunque algunos calibres se ofrecen con una cámara aislada que los convierte en verdaderos calibres absolutos, son costosos y no son una opción popular.

Manómetros y transductores digitales

La tecnología de sensores con manómetros y transductores digitales permite disponer de un verdadero rango de presión absoluta. Las aplicaciones incluyen semiconductores, automoción, vehículos todoterreno y equipos de gas natural.

Manómetro de vacío

Un manómetro que mide la presión negativa, es decir, la presión inferior a la atmosférica o barométrica, se denomina manómetro de vacío. Este manómetro está calibrado a presión atmosférica y sólo lee presión negativa o vacío. Esto significa simplemente que la presión que se mide es inferior a la presión atmosférica.

Las agujas de los manómetros de vacío suelen girar en sentido antihorario. La aguja del manómetro gira en sentido contrario a las agujas del reloj a medida que se aplica un vacío creciente al manómetro. Así, en un manómetro con un arco de esfera estándar de 270 grados, la presión 0 estará en la zona de 270 grados.

 Fig. 3: Manómetro de vacío

Manómetro compuesto

La presión compuesta mide tanto la presión positiva como la negativa (vacío). Un manómetro que sólo mide la presión manométrica , es decir, la presión positiva, no suele sufrir daños si se aplica vacío total al manómetro. Sin embargo, si es necesario que la esfera del manómetro muestre tanto la presión positiva como la negativa, considere un manómetro compuesto.

La aguja se moverá en el sentido de las agujas del reloj cuando mida presión positiva y en el sentido contrario cuando mida presión negativa.

Fig. 4: Manómetro compuesto

¿Cuándo mediría estas presiones?

¿En qué situaciones necesitaría alguien medir presiones absolutas, de vacío o compuestas? Muchas aplicaciones requieren estas mediciones.

Los instrumentos de presión absoluta con un sensor de instrumento aislado se utilizan normalmente cuando se necesita una medición que no se vea afectada por la presión atmosférica. Se pueden encontrar en estaciones meteorológicas para medir la presión barométrica y en aplicaciones que utilizan la presión atmosférica para calcular la elevación.

Los manómetros de presión absoluta con un sensor no aislado, normalmente un tubo de Bourdon, se utilizan en mercados que incluyen refinerías, plantas petroquímicas y plantas químicas.

Los vacuómetros requieren una bomba de vacío para eliminar la presión. Las aplicaciones que requieren este sistema incluyen bombas de calor, refrigeración, equipos de detección de fugas y sistemas de aire acondicionado.

Los manómetros compuestos pueden utilizarse para medir fugas en conductos presurizados, o en aplicaciones de baja presión como sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, cámaras de pruebas en laboratorios o cualquier aplicación en la que sea necesario leer presiones tanto positivas como negativas.

¿Quiere saber más?

Ahora que ya conoce los distintos tipos de presión a medir, permítanos ayudarle a encontrar el rango de manómetros adecuado para su aplicación. Póngase en contacto con uno de nuestros expertos para hablar de su proceso y sus necesidades de medición.

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