¿Qué es un manómetro?

Un manómetro mide la presión de un gas o líquido dentro de un sistema. Monitorea la presión del fluido en diversas aplicaciones, como la industria automotriz, aeroespacial, médica y manufacturera. Medir la presión en un sistema es fundamental para garantizar la consistencia de un producto y como medida de seguridad para detectar fugas o el aumento de presión en un sistema. Antes de especificar un manómetro, es importante comprender los principios básicos de la presión. Este artículo cubre cómo funcionan los manómetros y cómo seleccionar uno para una aplicación.

Tabla de contenidos

• ¿Qué es un manómetro?
• Tipos de manómetros
• Criterios de selección
• Accesorios
• Seguridad y vida útil
• Preguntas frecuentes

¿Qué es un manómetro?

Un manómetro es un dispositivo que mide la presión (intensidad) de un fluido. Normalmente consta de un dial o pantalla digital que indica la presión, junto con un sensor que mide la presión y la convierte en una señal eléctrica que puede ser leída en la pantalla. Monitorear el valor de presión de un sistema hidráulico controla el aumento de presión dentro del sistema. Un sistema hidráulico está diseñado para trabajar en un rango de presión establecido, por lo que es crucial asegurarse de que el manómetro esté calificado para el rango de operación. Los manómetros generalmente constan de un elemento sensible a la presión (como un tubo de Bourdon o un diafragma) conectado a un mecanismo de medición y visualización, como un dial o pantalla digital. El elemento sensible a la presión se deforma bajo la presión del gas o líquido, y esta deformación se convierte en una medición legible por el mecanismo de medición.

Existen tres tipos de presión: estática, dinámica y presión total/estancada. Comúnmente, los manómetros miden la presión estática, que es de lo que trata este artículo. Lea nuestro artículo sobre diferentes formas de presión para una comprensión más profunda sobre la presión.

Tipos de manómetros

Los manómetros se pueden clasificar ampliamente en dos tipos principales: analógicos y digitales. Los manómetros analógicos son el tipo tradicional, que utilizan un proceso mecánico para medir y mostrar la presión. Son conocidos por su durabilidad y simplicidad. Por otro lado, los manómetros digitales ofrecen un enfoque moderno, con componentes electrónicos para proporcionar una lectura digital precisa. Los manómetros digitales son apreciados por su precisión, facilidad de lectura y características avanzadas como el registro de datos. Cada tipo tiene sus aplicaciones específicas, ventajas y consideraciones de uso.

¿Cómo funcionan los manómetros analógicos?

Se han desarrollado muchas técnicas para medir la presión en un sistema, y entre estas técnicas, los manómetros aneroides, también conocidos como manómetros analógicos o mecánicos, son la tecnología más ampliamente adoptada.

Los manómetros analógicos miden la presión utilizando un elemento metálico sensible a la presión. Este elemento toma diferentes formas, pero su principio de funcionamiento principal sigue siendo el mismo: flexionarse elásticamente bajo la aplicación de una diferencia de presión. La deformación de este elemento se puede medir y convertir en la rotación de una aguja en una escala analógica. Los tres principales tipos de manómetros analógicos son el tubo de Bourdon, el diafragma y el elemento de cápsula.

Manómetro de tubo de Bourdon

Un tubo de Bourdon es un tubo de extremo cerrado de pared delgada aplanado formado en forma de C o una hélice, como se ve en la Figura 3. A medida que se aplica la presión del fluido en el interior del tubo, la sección transversal ovalada se vuelve más circular y endereza el tubo. El tubo recupera su forma cuando la presión del fluido desaparece. El cambio en la forma de este tubo crea un patrón de movimiento en el extremo libre del tubo, que se convierte en una rotación de la aguja con enlaces y engranajes.

Un tubo de Bourdon mide la presión de manómetro (en relación con la presión atmosférica). El tubo de Bourdon es el tipo de manómetro más utilizado debido a su excelente sensibilidad, linealidad y precisión. Lea nuestro artículo sobre manómetros de tubo de Bourdon para obtener más detalles sobre el principio de funcionamiento del dispositivo y los criterios de selección. Los manómetros de tubo de Bourdon vienen en varios diseños y especialidades para servir diversas aplicaciones. El rango de presión de los manómetros de tubo de Bourdon varía desde 0 - 0.6 bar (0 - 8.7 psi) hasta 0 - 1600 bar (0 - 23206 psi) con una clase de precisión (discutida más adelante en este artículo) típicamente entre 0.1 y 4.0. Por lo general, están hechos de acero inoxidable, latón o monel (aleación de níquel). El manómetro de tubo de Bourdon es el más común y se utiliza en muchas aplicaciones para mediciones de presión de medias a altas. Las industrias química, HVAC, automotriz y aeroespacial utilizan manómetros de tubo de Bourdon para la medición de presión.

Manómetro de tipo diafragma

Un manómetro de diafragma utiliza la deflexión de una membrana flexible que separa dos entornos, como se ve en la Figura 4. Uno de los lados del diafragma puede estar expuesto a la atmósfera (en este caso se mide la presión del manómetro) o puede estar sellado contra un vacío (en cuyo caso se puede medir la presión absoluta). El diafragma suele ser metálico o cerámico, que puede ser sujetado entre dos bridas o soldado. A medida que la presión aumenta, flexiona el diafragma, lo que puede convertirlo en una medición de dial a través de engranajes y conexiones. Lea nuestro artículo sobre manómetros de diafragma para obtener más detalles sobre el principio de funcionamiento y los criterios de selección del dispositivo. Los manómetros de diafragma son adecuados para gases corrosivos, líquidos o medios altamente viscosos. El manómetro se utiliza ampliamente en las industrias química/petroquímica, centrales eléctricas, minería, en tierra y mar adentro, y tecnología ambiental. El manómetro de tipo diafragma mide presiones entre 0 - 2.5 mbar (0 - 0.036 psi) y 0 - 25 bar (362.5 psi), con una clase de precisión típicamente entre 0.6 y 2.5.

Los manómetros de diafragma se han utilizado con éxito en numerosas industrias tanto para la medición de presión absoluta como diferencial. Se utilizan en aplicaciones donde se desea un alto nivel de pureza. También es adecuado para industrias que manejan fluidos corrosivos. Industrias como la alimentaria y de bebidas, farmacéutica, petroquímica y minera utilizan manómetros de tipo diafragma.

Manómetro de elemento cápsula

Los manómetros de elemento cápsula miden aire y gases secos a bajas presiones. El manómetro consta de dos membranas circulares unidas a lo largo de su borde exterior, como se ve en la Figura 5. Una de las membranas tiene una abertura en el centro que permite que el medio entre. La expansión o contracción de la cámara debido a la diferencia de presión entre los medios externo e interno permite la medición de presión. Un manómetro de fuelle funciona de manera similar.

Los manómetros de elemento cápsula se utilizan casi exclusivamente para mediciones precisas de presión en medios gaseosos. Son más comunes en sistemas neumáticos de baja presión, válvulas de respiración, monitoreo de sobrepresión, monitoreo de filtros y bombas de vacío. El rango que la mayoría de estos manómetros miden suele ser de 0.1 - 0.6 mbar (0.001 - 0.009 psi) con una clase de precisión típicamente entre 0.1 y 2.5. Los manómetros de elemento cápsula se utilizan para medir presiones positivas/negativas bajas en medios gaseosos. Si bien los manómetros de elemento cápsula suelen necesitar muy poco mantenimiento, puede haber problemas en el camino. Lea nuestro artículo sobre solución de problemas de manómetros de presión para obtener más información sobre cómo solucionar estos problemas.

¿Cómo funcionan los manómetros digitales?

Los manómetros digitales utilizan sensores electrónicos para medir la presión. Estos sensores convierten la presión en una señal eléctrica, que luego es procesada por la circuitería interna del manómetro para mostrar la lectura de presión de forma digital. Los manómetros digitales ofrecen alta precisión y pueden incluir características como pantallas retroiluminadas, registro de presión máxima y opciones de conectividad para registro de datos o integración de sistemas. Para obtener información más detallada sobre los manómetros digitales, consulte nuestro artículo dedicado sobre manómetros digitales.

Criterios de selección

Los manómetros vienen en varios diseños, cada uno de los cuales sirve para aplicaciones e industrias específicas. Varios factores como precisión, tamaño del dial, entorno, medio y rango de presión de operación afectan la selección de estos dispositivos. Además, hay diversas aplicaciones para las que se utilizan los manómetros, como manómetros de filtro de piscina, manómetros de vacío, manómetros de compresor y manómetros de presión de agua. Lea nuestros consejos de selección para manómetros para obtener más información sobre todos los factores necesarios para tomar una decisión sobre un manómetro.

Unidades de presión

Los manómetros vienen en una variedad de unidades de visualización. La Tabla 1 describe las unidades comúnmente utilizadas en los manómetros, junto con su conversión a sus equivalentes en Pascales.

Tabla 1: Unidades comunes utilizadas en manómetros

	Pascal (Pa o N/m2)
1 Bar	= 105
1 at (kg/cm2 o kgf/cm2 o Atmósfera Técnica)	= 9.80 665 × 104
1 atm (Atmósfera Estándar)	= 1.01 325 × 105	= 760 Torr
1 Torr (mmHg o Milímetro de mercurio)	= 1.333 224 × 102
1 cmH2O (cmWc o Centímetro de agua)	= 98.0665	= 10 mmH2O
1 mmH2O (mmWc o Milímetro de agua)	= 9.80 665
1 lbf/in2 (Psi)	= 6.8 948 × 103	= 16 ozf/in2
1 oz/in2 (oz/in2)	= 4.30 922 × 102
1 inHg (pulgada de mercurio)	= 3.37 685 × 103

Intervalos de presión

La norma europea EN 837 proporciona procedimientos estandarizados, requisitos de diseño, pruebas y guías de instalación para manómetros comúnmente utilizados. EN 837-1 y EN 837-3 ofrecen información sobre el diseño de diales de escalas concéntricas. Los manómetros pueden trabajar con una amplia variedad de intervalos, desde manómetros de presión de agua de baja presión, hasta manómetros de presión hidráulica de alta presión que a menudo se equipan con amortiguadores. La unidad de presión preferida es el bar, y las Tablas 2-6 proporcionan detalles sobre los intervalos de presión más comúnmente utilizados. Es necesario mantener la presión de operación normal del manómetro entre el 25 % y el 75 % de la escala. Si el proceso implica pulsaciones, la presión máxima de operación del manómetro no debe superar el 50 % del rango de escala completo.

Intervalos de presión en bar

Tabla 2: Intervalos de presión (en bar)

0 - 0.6	0 - 1	0 - 1.6	0 - 2.5	0 - 4
0 - 6	0 - 10	0 - 16	0 - 25	0 - 40
0 - 60	0 - 100	0 - 160	0 - 250	0 - 400
0 - 600	0 - 1000	0 - 1600

Intervalos de presión en mbar

Tabla 3: Intervalos de presión (en mbar)

0 - 1	0 - 1.6	0 - 2.5	0 - 4	0 - 6
0 - 10	0 - 16	0 - 25	0 - 40	0 - 60
0 - 100	0 - 160	0 - 250	0 - 400	0 - 600

Intervalos de vacío en bar

En manómetros de presión de vacío, la aguja gira en sentido antihorario con un vacío creciente.

Tabla 4: Intervalos de vacío (en bar)

-0.6 - 0

-1 - 0

Intervalos de vacío en mbar

Tabla 5: Intervalos de vacío (en mbar)

-1 - 0	-1.6 - 0	-2.5 - 0	-4 - 0	-6 - 0
-10 - 0	-16 - 0	-25 - 0	-40 - 0	-60 - 0
-100 - 0	-160 - 0	-250 - 0	-400 - 0	-600 - 0

Intervalos combinados de presión y vacío en bar

Tabla 6: Intervalos combinados de presión y vacío en bar

-1 - 0.6	-1 - 1.5	-1 - 3	-1 - 5
-1 - 9	-1 - 15	-1 - 24

Tamaño nominal

El tamaño nominal (NS) de un manómetro es el diámetro del manómetro. Los tamaños nominales de los manómetros según EN 837 son 40, 50, 63, 80, 100, 160 y 250 mm.

Precisión del manómetro

Las clases de precisión (KL) determinan el margen máximo de error que se permite a cada manómetro en términos del porcentaje de la lectura máxima de la escala. Por ejemplo, un manómetro con una lectura máxima de 10 bar y clase de precisión 4 puede desviarse de la presión real en un 4% (0,4 bar). Otro ejemplo es un manómetro que tiene una escala de 0-100 bar con una precisión del 2%. Esto significa que el manómetro es preciso dentro de 2 bares en todo su rango. Instalar un manómetro con baja precisión puede llevar a mediciones defectuosas, y usar un manómetro con una precisión excesivamente alta aumenta el costo de compra, calibración y mantenimiento de ese manómetro.

Tabla 7: Clase de precisión de los manómetros de presión

Clase de precisión	Límites de error permisible (Porcentaje del rango)
0,1	0,1%
0,25	0,25%
0,6	0,6%
1	1%
1,6	1,6%
2,5	2,5%
4	4%

Materiales

Dado que los manómetros utilizan varios elementos para medir la presión, es importante considerar la compatibilidad química de los materiales al elegir el manómetro adecuado. Consulte la tabla de compatibilidad química.

Tipos de montaje y conexión

• Conexión roscada estándar: Este tipo de manómetro se enrosca simplemente en un hilo disponible. Los hilos se sellan utilizando un sello de compresión para hilos cónicos y un anillo en O para hilos paralelos.
• Manómetro integrado: Este montaje de manómetro se aloja en un hilo hembra.
• Manómetro de brida: Este tipo de montaje se ofrece para aquellos que desean instalar el manómetro en un armario de control.

Accesorios

Se pueden utilizar varios accesorios con los manómetros. Algunos comunes son:

• Juntas/tóricas: Estas aseguran un sellado adecuado.
  • Planas: El sellado es plano y no permite una rotación adicional de la lectura del manómetro.
  • Perfiladas: El sellado tiene un perfil y permite una rotación de 1/2 o vuelta completa de la lectura del manómetro para garantizar una orientación de instalación adecuada. Las juntas perfiladas pueden ser externas o centradas internamente.
• Tapas de seguridad: Una tapa de goma que se coloca sobre el manómetro para agregar durabilidad y absorción de impactos.
• Reductores: Si la entrada del manómetro y el tamaño de la conexión de salida son diferentes, se puede utilizar un reductor. También puede ser útil si el tipo de conexión es diferente en ambos (es decir, BSPP y NPT).
• Conectores de presión: Los conectores de presión permiten una forma rápida y sencilla de instalar o desinstalar una manguera en el manómetro.
• Amortiguadores: Un amortiguador de presión amortigua los efectos de picos y pulsaciones de presión, permitiendo que el manómetro siga siendo legible y prolongue su vida útil.

Seguridad y vida útil

Según EN 837-2, por motivos de seguridad, se debe seleccionar un manómetro con un rango de modo que la presión de trabajo máxima no exceda el 75% del valor máximo de la escala para presión constante o el 65% del valor máximo de la escala para presión cíclica.

Cuando se utilizan medios de presión peligrosos como oxígeno, acetileno, sustancias combustibles y sustancias tóxicas, es necesario elegir un manómetro con medidas de seguridad adicionales, como un dispositivo de expulsión en la parte trasera. Estas medidas de seguridad garantizan que cualquier fuga o ruptura de componentes presurizados no lastime a nadie en la parte frontal de la escala.

El estuche completo de los manómetros que son propensos a vibraciones mecánicas constantes a menudo está lleno de aceite o glicerina. Este sería el caso de los manómetros utilizados en lavadoras a alta presión.

En presiones que pulsan rápidamente, como la colocación de manómetros por bombas alternativas, se utiliza comúnmente una restricción de orificio para igualar las fluctuaciones de presión y proporcionar una lectura promedio. Esto aumenta la vida útil del manómetro al omitir el desgaste innecesario en los engranajes del manómetro. El desgaste es normal en los manómetros con el tiempo. Lea nuestro artículo sobre el mantenimiento y solución de problemas de los manómetros de presión para obtener más información.

Preguntas frecuentes

¿Qué hace un manómetro industrial?

Mide la presión de un gas o líquido en un entorno industrial. El dispositivo monitorea y controla la presión del fluido en una amplia gama de aplicaciones en las industrias automotriz, aeroespacial, médica y manufacturera.

¿Cómo funcionan los manómetros de presión?

Los manómetros de presión constan de un elemento sensible a la presión conectado a un mecanismo de medición y visualización, como un dial o pantalla digital. El elemento sensible a la presión se deforma bajo la presión del gas o líquido y esta deformación se convierte en una medición legible por el mecanismo de medición.

¿Qué es un manómetro de gas natural?

Un manómetro de gas natural mide la presión del gas natural y la detección de fugas. Por lo general, está hecho de latón o acero inoxidable.