Manómetro

Manómetro.

Elmanómetro (del gr. μανός, ligero y μέτρον, medida)es un instrumento de medición para la presión de fluidoscontenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos ti-pos de manómetros, según se empleen para medir la pre-sión de líquidos o de gases.[1]

1 Características y tipos de manó-metros

Muchos de los aparatos empleados para la medida depresiones utilizan la presión atmosférica como nivel dereferencia y miden la diferencia entre la presión real oabsoluta y la presión atmosférica, llamándose a este va-lor presión manométrica; dichos aparatos reciben el nom-bre de manómetros y funcionan según los mismos princi-pios en que se fundamentan los barómetros de mercurio ylos aneroides. La presión manométrica se expresa ya seapor encima, o bien por debajo de la presión atmosférica.Los aparatos que sirven exclusivamente para medir pre-siones inferiores a la atmosférica, o negativas, se llamanvacuómetros. También manómetros de vacío.

Fig. 1. Manómetro de dos ramas abiertas.

1.1 Manómetro de dos ramas abiertas

Estos son los elementos con los que se mide la presiónpositiva, estos pueden adoptar distintas escalas. El manó-metro más sencillo consiste en un tubo de vidrio dobladoen U que contiene un líquido apropiado (mercurio, agua,aceite, entre otros). Una de las ramas del tubo está abier-ta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósitoque contiene el fluido cuya presión se desea medir (Figu-ra 1). El fluido del recipiente penetra en parte del tubo en∪, haciendo contacto con la columna líquida. Los fluidosalcanzan una configuración de equilibrio de la que resultafácil deducir la presión absoluta en el depósito: resulta:

p = patm + ρmgh− ρgd

donde ρ = densidad del líquido manométrico. ρ = den-sidad del fluido contenido en el depósito.Si la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del lí-quido manométrico, en la mayoría de los casos podemosdespreciar el término ρgd, y tenemos:

P ≈ patm + ρmgh

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2 1 CARACTERÍSTICAS Y TIPOS DE MANÓMETROS

de modo que la presión manométrica p-pₐ es proporcio-nal a la diferencia de alturas que alcanza el líquido mano-métrico en las dos ramas. Evidentemente, el manómetroserá tanto más sensible cuanto menor sea la densidad dellíquido manométrico utilizado.

Fig. 2. Manómetro truncado.

1.2 Manómetro truncado

El llamado manómetro truncado (Figura 2) sirve paramedir pequeñas presiones gaseosas, desde varios hasta 1Torr. No es más que un barómetro de sifón con sus dosramas cortas. Si la rama abierta se comunica con un depó-sito cuya presión supere la altura máxima de la columnabarométrica, el líquido barométrico llena la rama cerra-da. En el caso contrario, se forma un vacío barométricoen la rama cerrada y la presión absoluta en el depósitoserá dada por

p = ρmgh+ ρgd ≈ ρmgh

Obsérvese que este dispositivo mide presiones absolutas,por lo que no es un verdadero manómetro.

1.3 Bourdon

El más común es el manómetro de bourdon, consistenteen un tubo metálico, aplanado, hermético, cerrado por unextremo y enrollado en espiral.Elementos estáticos:

Fig. 3. Manómetro de Bourdon (fundamento).

• A. Bloque receptor: es la estructura principal delmanómetro, se conecta con la tubería a medir, y a suvez contiene los tornillos que permiten montar todoel conjunto.

• B. Placa chasis o de soporte: unida al bloque recep-tor se encuentra la placa de soporte o chasis, quesostiene los engranajes del sistema. Además en suanverso contiene los tornillos de soporte de la placagraduada.

• C. Segunda placa chasis: contiene los ejes de soportedel sistema de engranes.

• D. Espaciadores, que separan los dos chasis.

Detalle interno

Elementos móviles:

1. Terminal estacionario del tubo de bourdon: comuni-ca el manómetro con la tubería a medir, a través delbloque receptor.

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2. Terminal móvil del tubo de bourdon: este terminales sellado y por lo general contiene un pivote quecomunica el movimiento del bourdon con el sistemade engranajes solidarios a la aguja indicadora.

3. Pivote con su respectivo pasador.

4. Puente entre el pivote y el brazo de palanca del siste-ma (5) con pasadores para permitir la rotación con-junta.

5. Brazo de palanca o simplemente brazo: es un exten-sión de la placa de engranes (7).

6. Pasador con eje pivote de la placa de engranes.

7. Placa de engranes.

8. Eje de la aguja indicadora: esta tiene una rueda den-tada que se conecta a la placa de engranes (7) y seextiende hacia la cara graduada del manómetro, pa-ra así mover la aguja indicadora. Debido a la cortadistancia entre el brazo de palanca y el eje pivote, seproduce una amplificación del movimiento del ter-minal móvil del tubo de bourdon.

9. Resorte de carga utilizado en el sistema de engranespara evitar vibraciones en la aguja e histéresis.

1.4 Manómetro metálico o aneroide

En la industria se emplean casi exclusivamente los manó-metros metálicos o aneroides, que son barómetros modi-ficados de tal forma que dentro de la caja actúa la presióndesconocida que se desea medir y afuera actúa la presiónatmosférica. Cabe destacar principalmente que los mano-metros nos indican la presión que se ejerce en libras porpulgada cuadrada en un momento determinado es decirPSI (Pound per square inches) - Libras por pulgada cua-drada.

2 Historia de la medición de pre-sión

• 1594- Galileo Galilei, obtiene la patente de una má-quina para bombear agua de un río para el riego detierras. El centro del bombeo era una tipo de jeringa.Descubrió que 10 metros era el límite de altura alque podía llegar el agua en la succión de la jeringa,pero no encontró explicación alguna para este fenó-meno.

• 1644- Evangelista Torricelli, llenó un tubo de unmetro de largo sellado herméticamente con mercu-rio y lo colocó de forma vertical, con un extremoabierto en un recipiente con mercurio. La columnade mercurio, invariablemente, bajaba unos 760 mm,dejando un espacio vacío encima de este nivel. To-rricelli atribuyó la causa del fenómeno a una fuerza

Manómetro de neumáticos.

en la superficie de la tierra, sin saber de dónde pro-venía. También concluyó que el espacio en la partesuperior del tubo estaba vacío, que no había nada allíy lo llamó un vacío.

• 1648- Blaise Pascal, conoció los experimentos deTorricelli y Galileo. Llegó a la conclusión de que lafuerza que mantiene la columna a 760 mm es el pe-so del aire de encima. Por lo tanto, en una montañala fuerza se reducirá debido al menor peso del aire.Predijo que la altura de la columna disminuiría, co-sa que demostró con sus experimentos en el montePuy- de- Dome, en el centro de Francia. De la dis-minución de altura se puede calcular el peso del aire.Pascal formuló también que esta fuerza, que la lla-mó presión hidrostática, actúa de manera uniformeen todas las direcciones.

• 1656- Otto von Guericke. La conclusión a la que ha-bía llegado Torricelli de un espacio vacío era contra-ria a la doctrina de un Dios omnipresente y fue ata-cado por la iglesia. Pero la existencia del vacío fuedemostrada experimentalmente por Guericke, quedesarrolló nuevas bombas para evacuar grandes vo-lúmenes y llevó a cabo el dramático experimento de

4 6 ENLACES EXTERNOS

Madgeburgo, en el cual extrajo el aire del interiorde dos hemisferios de metal. Ocho caballos en cadahemisferio no fueron lo suficientemente fuertes parasepararlos.

• 1661- Robert Boyle utilizó los tubos con forma de“J” cerrados en un extremo para estudiar la relaciónentre la presión y el volumen de un gas y estable-ció la ley de Boyle (P:presión,V: volumen, K: cons-tante) lo que significa que el aumento de uno de losdos términos provocará la disminución del otro (sise aumenta la Presión disminuirá el Volumen o sise aumenta el Volumen del depósito que contiene algas, la Presión disminuirá), esto se cumplirá siem-pre que se mantenga invariable el otro término de laecuación, que es la Temperatura.

• 1802- Casi 200 años después, Joseph Louis Gay-Lussac estableció la ley de Gay-Lussac (P: presión,T: Temperatura, K: constante), lo que significa queun aumento de la Temperatura conlleva un aumentode la presión, y un aumento de la Presión conlleva unaumento de la temperatura (por ejemplo en un com-presor). Esta ley se cumple siempre que se mantengainvariable el otro término de la ecuación, que es elvolumen.

Veinte años más tarde, William Thomson (Lord Kelvin)define la temperatura absoluta.

3 Véase también• Presión

• Presión manométrica

• Barómetro

• Presión atmosférica

• Piezómetro

• Isoteniscopio

4 Referencias[1] Entrada de manómetro en el DRAE

5 Bibliografía• Rojas Martinez, David O. & Ibañez, José A. (1989-2003). Lecciones de Física (Termofísica). Monytex.ISBN 84-404-4291-2.

• Resnick,Robert & Krane, Kenneth S. (2001). Phy-sics (en inglés). Nueva York: John Wiley & Sons.ISBN 0-471-32057-9.

• Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Phy-sics for Scientists and Engineers (en inglés) (6ª edi-ción). Brooks/Cole. ISBN 0-534-40842-7.

• Tipler, Paul A. (2000). Física para la ciencia y latecnología (2 volúmenes). Barcelona: Ed. Reverté.ISBN 84-291-4382-3.

6 Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga contenido multi-media sobremanómetrosCommons.

• perso.wanadoo.es/cpalacio/manometro

• Diagnóstico de un motor de combustión interna conun vacuómetro

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7 Origen del texto y las imágenes, colaboradores y licencias

7.1 Texto• Manómetro Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro?oldid=91284039 Colaboradores: Paz.ar, BOT-Superzerocool,Gaijin, Roberpl, Montgomery, JAnDbot, Algarabia, Nioger, Idioma-bot, Biasoli, Cinevoro, Technopat, BlackBeast, Muro Bot, SieBot,Pabloshi, Marcelo, Tirithel, Eduardosalg, Neodop, Petruss, Poco a poco, UA31, AVBOT, Diegusjaimes, Arjuno3, Luckas-bot, SuperBrau-lio13, Jkbw, FrescoBot, Hprmedina, Guerrillero0125, PatruBOT, Fran89, Tarawa1943, Miss Manzana, Karmario, Savh, Sergio AndresSegovia, Rubpe19, FelipeFdata, Susumebashi, Waka Waka, MerlIwBot, 44yetti, KLBot2, TeleMania, Invadibot, Carlos Santana V, MartínParmeggiani, DARIO SEVERI, Acratta, LlamaAl, Érico, DLeandroc, RosenJax, MaKiNeoH, Elboy99, Gonzalo7938, Seroto, Ivanretro,Addbot, Gallego123, Axlreivax, Balles2601, Roger de Lauria, Jarould, Isabrochero1, Sapristi1000, Vpreatoni, Ks-M9, Adrian1229 y Anó-nimos: 125

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