¿Qué es un manómetro?

Un manómetro es un instrumento mecánico que se utiliza para medir y controlar la presión del aire, gases o fluidos en sistemas de proceso, comerciales e industriales. Estos dispositivos funcionan utilizando el proceso del sistema, lo que significa que le darán una lectura incluso cuando no tenga fuente de alimentación.

Pero para entender los manómetros y cómo funcionan, necesitas empezar por lo básico. Ashcroft ha estado fabricando estos instrumentos desde 1852 y escribimos este artículo para darte una base de información que puedas utilizar como referencia. 

Siga leyendo para conocer los distintos tipos de manómetros (de proceso, comerciales, industriales, digitales) y sus componentes funcionales. Conozca también los principios de funcionamiento y construcción de los manómetros, las normas de fabricación, los elementos sensores y de escala para diversas aplicaciones, las opciones de esfera, etc. Cuando termine de leer, también encontrará recursos adicionales que pueden interesarle.

Tipos de manómetros y cómo se utilizan.

Aunque todos los manómetros están diseñados para controlar y medir la presión del aire, el gas y el líquido en un proceso, su uso depende de la aplicación. He aquí un repaso rápido. 

Manómetros de proceso. Los manómetros de proceso están diseñados para su uso en aplicaciones exigentes que se encuentran en industrias de proceso como refinerías de petróleo, plantas químicas, instalaciones de aguas residuales, minería y centrales eléctricas. Se utilizan cuando:

- La seguridad de los operarios es una preocupación cuando se realizan ajustes o reparaciones de procesos sobre el terreno
- Se necesita una indicación de la presión muy fiable, duradera y de fácil lectura
- Se requiere una mayor precisión y normalmente un tamaño de caja de 4" o superior.

Figura 1: Manómetro de Proceso ^Ashcroft® 1279.

Manómetros comerciales. Ashcroft define los manómetros comerciales como un manómetro económico utilizado principalmente en aplicaciones de alto volumen de fabricantes de equipos originales (OEM) o para aplicaciones de mantenimiento de uso general. Estos manómetros se caracterizan por:

- Caja/dial de tamaño pequeño, la mayoría de 1 ½" - 3 ½"
- Menor precisión que los manómetros de proceso o industriales
- Producto de bajo costo, a veces incluso desechable
- Personalizable con el logotipo del cliente en el dial.

Figura 2: Manómetro Comercial ^Ashcroft® 1005P.

Manómetros industriales. Los manómetros industriales son opciones totalmente soldadas, duraderas y rentables que están diseñadas para ayudar a mantener la seguridad de las personas en entornos peligrosos. Los encontrará utilizados en equipos para los mercados de alimentación y bebidas, farmacéutico, agrícola, científico y de extinción de incendios. Estos medidores se caracterizan por:

- Tamaño de la caja/esfera ligeramente superior, menos de 4 pulgadas 
- Caja y zócalo de acero inoxidable
- Precisión media
- Opciones de montaje en panel

Figura 3: Manómetro Industrial ^Ashcroft® 8009S.

Componentes funcionales de un manómetro.

Aunque un manómetro está formado por muchos componentes diferentes, hay tres elementos principales que lo hacen funcional:

Un elemento de medición flexible. Este componente crítico (también conocido como tubo) está fabricado con un material elástico que se mueve cuando se produce un cambio de presión.

Movimiento. El movimiento del instrumento de medición convierte el movimiento del tubo en un movimiento giratorio para accionar la aguja.

La aguja. Proporciona una indicación visual de la medición de la presión.

Figura 4: Construcción básica del manómetro.

Elementos sensores de alta presión.

El elemento sensor utilizado dependerá de los requisitos de presión de la aplicación. He aquí algunos ejemplos.

Tubo de Bourdon. Se trata de un componente común para aplicaciones de alta presión y suele estar fabricado en bronce, acero, acero inoxidable, Montel® e Inconel®. Este tipo de tubo debe soldarse en la zona de menor tensión del tubo para obtener la vida útil más larga y constante.

Figura 5: Construcción del tubo Bourdon.

Tubo C. Este tipo de tubo Bourdon (con forma de "C") se flexiona cuando se aplica presión. Suelen utilizarse para rangos de presión entre 15 psi y 1000 psi. 

Figura 6: Tubo en C ^Ashcroft®.

Tubos helicoidales. Estos tubos Bourdon están diseñados para rangos de presión más elevados, desde 1000 psi hasta 30.000 psi. Para presiones de 50.000 psi a 100.000 psi, se utilizan tubos helicoidales de Inconel.

Figura 7: Tubo Helicoidal ^Ashcroft®.

Para saber más sobre estos elementos de detección, lea Tipos de construcción de tubos Bourdon.

Elementossensores de baja presión.
En los manómetros diseñados para aplicaciones de baja presión se utilizan distintos tipos de elementos sensores. He aquí varios ejemplos para su referencia.

Cápsula de diafragma. El elemento elástico de la cápsula de diafragma está formado por dos placas de diafragma enroscadas que forman una cápsula. Se trata de un diseño muy sencillo y directo que se expande o contrae en respuesta a los cambios de presión. 

Figura 8: Cápsula de diafragma.

Fuelles. Estos elementos sensores ofrecen la misma función que una cápsula de diafragma, pero con una tecnología diferente. La construcción elástica de paredes finas y enrevesadas se expande o contrae hacia arriba y hacia abajo (no de izquierda a derecha) según cambie la presión. 

Figura 9: Tecnología de fuelle.

Tubo en espiral/Bobina de accionamiento directo. Con este elemento, la bobina gira y se desenrolla cuando se aplica presión al tubo de la bobina, lo que provoca el movimiento de la aguja. Este movimiento impulsará directamente la aguja sin necesidad de utilizar un movimiento. 

Figura 10: Bobina de accionamiento directo.



Elementos sensores magnéticos para manómetros diferenciales. Cuando se aplica presión a cualquiera de los lados del pistón, éste se moverá hacia adelante y hacia atrás en función del lado que tenga la presión más alta. El pistón tiene un imán que hace girar el imán del puntero. 

Figura 11: Elemento sensor magnético.



Elementos sensores de doble diafragma para manómetros diferenciales.
Así es como funciona:

• Los dos diafragmas (5) están unidos mecánicamente por una biela rígida (6).
• La cavidad entre las dos membranas está llena de fluido hidráulico.
• Cuando hay una diferencia de presiones que actúan sobre las dos membranas, éstas se desvían provocando un desplazamiento de la biela (6).
• El mecanismo de precisión (3,2 y 1) traduce este desplazamiento en un movimiento angular del puntero de la esfera.

Figura 12: Elementos sensores de diafragma.

Tipos de cajas de manómetros
Existen dos tipos básicos de cajas de manómetros: de frente abierto o de frente sólido.

Frente abierto - No se coloca ningún tabique o barrera entre el elemento de presión y la ventana. Estas cajas son menos costosas y se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones comerciales de baja presión.

Frontal sólido: entre el elemento a presión y la ventana se coloca un tabique con aberturas mínimas. Estas cajas son más caras, pero tienen una característica de seguridad añadida. Esto es importante para su uso en aplicaciones de alta presión en plantas de proceso, por ejemplo, que tienen la posibilidad de romperse.

Característica de tapón de alivio de presión - Un tapón en la pared de la caja del manómetro que ventilará la caja en caso de fuga del elemento.

Materiales de la caja - Las cajas de los manómetros se fabrican normalmente con termoestable/termoplástico, aluminio y acero inoxidable o metal negro.

Figura 13: Manómetro frontal sólido y tapón de soplado trasero.

Para obtener más información sobre las opciones de caja, lea Manómetros de frente sólido frente a manómetros de frente abierto.

Ventanas y diales para manómetros
Existen muchos estilos diferentes de ventanas y diales, que dependen de los requisitos de la aplicación y del modelo de manómetro que seleccione. Algunos manómetros, por ejemplo, están llenos de líquido o tienen restricciones de temperatura, lo que afectará al tipo de ventana disponible. A continuación se indican los tipos de ventana más comunes que se ofrecen para los manómetros:
- Vidrio
- Vidrio de seguridad
- Acrílico
- Policarbonato
- Polisulfona

Antes de seleccionar el tipo de ventana, lea su hoja de datos para ver las opciones de ventana que tiene.
Los tamaños de esfera de los manómetros oscilan entre 1,25 y 16 pulgadas. Aparte de la aplicación, hay dos factores principales a tener en cuenta a la hora de seleccionar el tamaño de la esfera de su manómetro: la ubicación y los requisitos de precisión.

1. 1. Localización. Se refiere a la distancia a la que desea poder leer la esfera. Por ejemplo, si su manómetro debe ser visible desde una distancia lejana, necesitará un tamaño de esfera mayor. El tamaño que seleccione dependerá de dónde esté colocado el calibrador en relación con los operarios que necesiten verlo.

2. 2. Precisión. Dado que el tamaño de la esfera forma parte de la precisión, existen tamaños de esfera recomendados en función de sus requisitos de precisión. En general, cuanto mayor sea el tamaño, más preciso será el manómetro.

Cualquier fabricante de manómetros debe cumplir ciertas normas globales de ASME: Normas ASME B40.100 o Normas EN 837-1, que son específicas de las regiones europeas. Estas normas garantizan que todos los manómetros funcionen de la misma manera para ofrecer una ventana visual del proceso operativo.  

Figura 14: Normas ASME B.40.100.

Figura 15: Normas de precisión EN 837-1.

Opciones de marcación personalizables.

Los fabricantes pueden adaptar los diales para que muestren en qué zona se encuentra la lectura de la presión (baja, normal, alta), señalar una lectura falsa o resaltar otra información que usted solicite. También pueden personalizar las esferas con el logotipo de la empresa y ofrecer opciones de escala.

Figura 16: Opciones de marcación personalizables.

Figura 17: Opciones de marcación personalizables.

Figura 18: Elementos de doble escala.

Montaje del manómetro.
Cuando se trata de montar su manómetro, también tiene muchas opciones, incluyendo:
- Montaje en vástago, conexión inferior
- Montaje en pared/superficie, conexión inferior
- Montaje en panel, conexión posterior
- Montaje empotrado con abrazadera en U, conexión posterior (para montaje en panel)
- Montaje empotrado con brida frontal, conexión trasera (para montaje en panel)

Para obtener más información, lea nuestro artículo "Elegir el tamaño de esfera de manómetro adecuado".

¿Listo para saber más?
Ahora que conoce los conceptos básicos sobre los manómetros y su funcionamiento, es probable que tenga más preguntas. Aquí tiene algunos recursos útiles que le ayudarán a dar el siguiente paso en la ampliación de sus conocimientos sobre el tema:

• Siete pasos para seleccionar un manómetro
• Cómo elegir el tamaño correcto de la esfera del manómetro (ashcroft.com)
• ¿Cómo puedo pedir esferas personalizadas para manómetros?

O, para hablar con alguien directamente, no dude en ponerse en contacto con uno de nuestros expertos en productos para cualquier pregunta que tenga. Mientras tanto, consulte nuestra herramienta de selección de manómetros para ayudarle a encontrar el instrumento que mejor se adapte a sus necesidades.