Magnitud de Presión

En física existen diferentes relaciones entre distintas magnitudes que pueden definir la presión. De sus definiciones más comunes resaltan la presión mecánica y la presión hidrostática. La presión mecánica se define como la fuerza aplicada en dirección perpendicular por unidad de superficie.

Donde:
P es la presión en Pa.
F es la fuerza en N
A es el área en m2

 

La presión hidrostática se puede definir como la presión ejercida por el peso de un fluido sobre un cuerpo sumergido. Está definida a partir de la densidad del fluido, el valor de la aceleración de la gravedad local y la profundidad del cuerpo sumergido con respecto a la superficie.

Donde:
P es la presión en Pa
ρ es la densidad del fluido en kg/m3
g es el valor de la aceleración de la gravedad local en m/s2
h es la altura de la columna de líquido o la profundidad del cuerpo sumergido en m

Ambas definiciones son importantes para la metrología de presión ya que los patrones primarios más comunes realizan la magnitud por medio de estas. En el caso de la presión mecánica, las balanzas de peso muerto realizan la magnitud desde el orden del kPa hasta el orden de los GPa en presión relativa. En el caso de la presión hidrostática, las columnas de líquido tales como los barómetros de mercurio o columnas de agua se utilizan para la medición de presiones absolutas alrededor de los 100 kPa (presión atmosférica) o pequeñas presiones diferenciales en el orden del Pascal.

 

Tipos de presión (de acuerdo al punto de referencia):

  • Presión absoluta: Es la presión medida con referencia al “cero absoluto”, que es un sistema cerrado hipotético en el cual no existe ninguna molécula en su interior.
  • Presión atmosférica: Es la presión absoluta que ejerce la atmósfera que rodea la tierra sobre todos los objetos que se hallan en contacto con ella (la presión atmosférica cambia con la altura sobre el nivel del mar y las condiciones atmosféricas).
  • Presión relativa: Presión mayor o menor a la presión atmosférica, medida a partir de un “cero relativo” utilizando como presión de referencia la presión atmosférica.
  • Presión diferencial: Presión entre dos sistemas aislados (la presión relativa es una presión diferencial en que la presión de referencia es la atmosférica).
  • Vacío: Presión menor a la presión atmosférica, el vacío se mide con respecto al "cero absoluto" como una presión absoluta menor a la presión atmosférica.

 

Ejemplos de instrumentos de medida de presión:

  • Manómetro: Es el nombre genérico de los instrumentos que miden presión. Generalmente se usa para designar a los instrumentos que miden presión relativa positiva. Los manómetros relacionan el cambio de la presión con la deformación de un elemento elástico. Dicha deformación es amplificada por medio de un mecanismo y mostrada en una carátula por medio de una aguja (manómetros analógicos).
  • Vacuómetro: también llamados sensores de vacío, son instrumentos que miden presión por debajo de la presión atmosférica ya sea como presión relativa negativa o como presión absoluta.
  • Barómetro: Es un instrumento que mide presión atmosférica o barométrica. Son de los primeros instrumentos de medida de presión en construirse, originalmente como una columna de mercurio aunque hoy en día existen analógicos y digitales (transmisores/transductores).
  • Transmisor de presión: Son sensores de presión que relacionan el cambio en la presión con un cambio en las propiedades del material del sensor (resistividad, capacitancia, frecuencia, entre otros) el cual por medio de un circuito eléctrico genera una salida analógica (voltaje o corriente típicamente), la cual es leída por medio de un multímetro.
  • Transductor de presión: similar a los transmisores, los transductores de presión relacionan el cambio en las propiedades del material del sensor con la presión aplicada sin embargo estos convierten la salida analógica a digital, típicamente mostrada por medio de un indicador en unidades de presión.
  • Balanzas de peso muerto: también conocidas como balanzas de presión, son máquinas utilizadas para determinar la presión por medio de un equilibrio de fuerzas entre la presión del fluido y el peso de las masas colocadas sobre el ensamble de pistón-cilindro de la balanza con su área conocida (P=mg/A). Son instrumentos de alta exactitud utilizados como patrones de medida en los laboratorios de calibración.

La diseminación de la unidad de presión en nuestro país, se realiza a partir de las balanzas de presión primarias (patrones nacionales) las cuales tienen sus masas (discos) calibradas por el laboratorio de masas del LACOMET y el área efectiva del ensamble pistón-cilindro calibrada por un instituto nacional de metrología (NMI) con sus CMCs declaradas ante el BIPM. Las balanzas de presión primarias se utilizan para calibrar los transductores de alta exactitud y balanzas de presión secundarias del laboratorio. Estos últimos se utilizan como patrones de referencia para brindar los servicios de calibración de manómetros, barómetros, y transductores de la industria nacional y de los diferentes laboratorios de calibración y ensayo acreditados.

Ámbito de medición del laboratorio:
3,5 kPa a 7000 kPa (presión absoluta y presión relativa) en medio neumático
600 kPa a 160 MPa (presión relativa) en medio hidráulico.

Tabla de capacidades de medición (CMCs) completa: https://lacomet.go.cr/index.php/servicios/politica-de-trazabilidad
CMCs reconocidas ante el BIPM: https://www.bipm.org/kcdb/cmc/quick-search
La carta de trazabilidad del laboratorio: https://lacomet.go.cr/index.php/servicios/politica-de-trazabilidad

Referencias
ME-003 Procedimiento para la calibración de manómetros, vacuometros y monovacuometros; Centro Español de Metrología (CEM), España, 2008.
N. Medina y S. Ruíz, «La medida de la presión,» e-medida, 2014.
N. Medina y S. Ruíz, «La medida de la presión III,» e-medida, 2016.

 

 

Instituciones Afines

     

 

Contáctenos

Teléfonos: (+506)2283-6580

(+506)2220-7500

Email : [email protected]

Visítenos en La Ciudad de la Investigación 

de la UCR, San Pedro, San José, Costa Rica.

Buscar