Guía de manómetros de vacío

Un manómetro de vacío mide la presión de vacío, que es inferior a la presión atmosférica. Se utiliza en muchas aplicaciones industriales, de investigación de laboratorio y automotrices. Estos manómetros son esenciales para procesos que requieren un control preciso de la presión, como la fabricación de semiconductores o el procesamiento químico. Este artículo abarca cómo funcionan los manómetros de vacío, sus aplicaciones típicas y cómo seleccionar uno para una aplicación.

Tabla de contenidos

• ¿Qué es la presión de vacío?
• ¿Cómo funciona un manómetro de vacío?
• Cómo seleccionar un manómetro de vacío
• Cómo leer un manómetro de vacío
• ¿Cuáles son las aplicaciones típicas de los manómetros de vacío?
• Precisión de los manómetros de vacío
• Cómo calibrar un manómetro de vacío
• Preguntas frecuentes

¿Qué es la presión de vacío?

La presión de vacío (Figura 2 etiquetada C) mide la presión de un gas en un espacio donde la presión es inferior a la presión atmosférica. Se expresa como una presión manométrica negativa, a menudo en unidades de milímetros de mercurio (mmHg) o Pascales (Pa). Otras presiones mostradas en la Figura 2 son:

• Presión absoluta (A): La presión medida en relación con un vacío perfecto.
• Presión manométrica (B): La presión medida en relación con la presión atmosférica.
• Presión atmosférica (D): La presión ejercida por el peso de la atmósfera en un punto dado.
• Presión absoluta cero (E): La presión absoluta cero es un vacío teóricamente perfecto.

Lea nuestro artículo sobre tipos de presión para obtener más información sobre los tipos de presión y los manómetros utilizados para medirlos.

¿Cómo funciona un manómetro de vacío?

La siguiente lista explica los diversos componentes de un manómetro de vacío y cómo funcionan juntos para proporcionar lecturas precisas de presión.

1. Un manómetro de vacío utiliza un sensor para medir la diferencia de presión entre el dispositivo y la atmósfera circundante.
2. El sensor, típicamente un tubo de Bourdon o un diafragma, cambia de posición o forma en respuesta a los cambios de presión.
3. Un enlace mecánico conecta el sensor a un puntero en un dial del manómetro, permitiendo al usuario leer rápidamente la lectura de presión.
4. El manómetro también puede tener componentes electrónicos que convierten el movimiento mecánico del sensor en una señal eléctrica. La señal puede mostrar la lectura de presión del manómetro de vacío en una pantalla digital o enviar los datos a un sistema de monitoreo remoto.

Cómo seleccionar un manómetro de vacío

No existe un único manómetro de vacío adecuado para todas las aplicaciones de medición de vacío. Por lo tanto, es necesario considerar lo siguiente al determinar qué manómetro de vacío seleccionar para una aplicación dada:

1. Rango de medición: Seleccione un manómetro que cubra los niveles de presión esperados en la aplicación. Asegúrese de que el rango no sea demasiado amplio, lo que puede reducir la precisión, ni demasiado estrecho, lo que puede llevar a sobrepresión y daños potenciales.
2. División de escala: La división de escala indica la diferencia de presión más pequeña que se puede leer en el manómetro. Elija divisiones de escala más finas para aplicaciones que requieran alta precisión.
3. Clase de precisión (EN 837-1): La clase de precisión indica la desviación permisible entre la presión real y la indicada, expresada como un porcentaje del rango de escala completa. Seleccione un manómetro con una tasa más baja (mayor precisión) para aplicaciones críticas que requieran alta precisión (se discutirá más adelante).
4. Tamaño de conexión: El tamaño de conexión debe coincidir con el sistema con el que se integrará. Los tamaños de conexión de 1/8, 1/4 y 1/2 pulgadas están típicamente disponibles para manómetros de vacío.
5. Material de la conexión de proceso: El material del puerto de conexión está en contacto directo con el medio; por lo tanto, debe ser compatible con el medio para evitar la corrosión y la degradación. Utilice nuestra tabla de compatibilidad química como guía. Los materiales comunes son latón y aleación de cobre.
6. Seco vs. amortiguado con líquido: Elija un manómetro lleno de líquido si la aplicación produce vibraciones o choques fuertes que pueden dañar el manómetro. Si no se esperan vibraciones fuertes, un manómetro seco es adecuado.
7. Material de la carcasa: El material de la carcasa, que no está en contacto con el fluido, debe adaptarse a las condiciones ambientales. Las opciones son acero, acero inoxidable y plástico. El acero inoxidable es mejor para ambientes corrosivos, mientras que el plástico es adecuado para situaciones menos exigentes.
8. Diámetro de la carcasa: Las dimensiones del manómetro deben ajustarse al espacio disponible. Asegúrese de que el manómetro esté posicionado para una fácil visibilidad y acceso para la lectura y el mantenimiento.
9. Ubicación de la conexión: Las conexiones traseras se utilizan a menudo para el montaje en panel, mientras que las conexiones inferiores son típicas para el montaje directo.
10. Temperatura máxima del medio: El manómetro debe soportar la temperatura máxima del medio. Hay opciones disponibles para manómetros de vacío que pueden operar hasta 80 °C (176 °F).
11. Grado de protección (clasificación IP): La clasificación IP especifica la resistencia del manómetro al polvo y al agua. Por ejemplo, una clasificación IP65 protege contra el polvo y los chorros de agua de baja presión, haciéndolo adecuado para ambientes exteriores o difíciles. Elija un manómetro con una clasificación IP que coincida con las condiciones de exposición ambiental.

Cómo leer un manómetro de vacío

1. Identifique las unidades principales que tienen las marcas más grandes en el indicador.
2. Encuentre la diferencia entre las unidades principales.
3. Cuente el número de espacios entre las unidades principales.
4. Divida la diferencia entre las unidades principales por el número de espacios para determinar la presión representada por cada espacio.

Ejemplo

Considere un manómetro de vacío con marcas principales en 0.0, 0.5, 1.0 bar, etc. La diferencia entre las unidades principales es de 0.5 bar. Si hay 10 divisiones (espacios) entre cada unidad principal, cada pequeña división representa 0.5/10 = 0.05 bar. Si la aguja apunta al tercer espacio después de la marca de 0.0 bar, la lectura de presión es: 0+(3×0.05) = 0.15 bar. La lectura debe expresarse como un valor negativo para indicar una condición de vacío.

¿Cuáles son las aplicaciones típicas de los manómetros de vacío?

• Uso industrial: Para controlar la presión en procesos industriales como el secado al vacío o la destilación.
• Recogida y colocación: Las aplicaciones de recogida y colocación al vacío se encuentran en muchas industrias, incluyendo la automotriz, alimentaria y de bebidas, manufacturera, farmacéutica, química y náutica.
• Equipo médico: En dispositivos de succión y sistemas de parto asistido por vacío.
• Sistemas HVAC: Al instalar o reparar un circuito de refrigerante, se hace vacío para evacuar el aire y la materia del sistema.
• Investigación: Para medir y controlar la presión en experimentos de laboratorio. Por ejemplo, se puede medir la presión en un vacío para ver cómo se comportan los materiales a bajas presiones.
• Automotriz: Para monitorear el vacío en sistemas de frenos con servofreno, que controla el frenado adecuado.
• Procesamiento de alimentos: Para monitorear los niveles de presión en máquinas de envasado al vacío.
• Farmacéutica: Para monitorear los niveles de presión en procesos de secado y granulación al vacío.
• Sistema de bombas de agua para servicios de bomberos: Los servicios de bomberos utilizan sistemas para bombear agua, típicamente equipados con manómetros de vacío especiales llamados manómetros compuestos. Los manómetros compuestos pueden medir presión positiva y negativa.

Precisión de los manómetros de vacío

La precisión de un manómetro se define como la diferencia entre el valor de presión real y el valor indicado en el dial. La norma EN 837 establece los requisitos de precisión para los manómetros, que se expresan como clases de precisión. Por ejemplo, una clase de precisión de 2.5 indica que el indicador puede desviarse hasta un 2.5% del rango de presión del valor real. En el caso de un manómetro de vacío con un rango de presión de 1 bar (15 psi), esto resultaría en una desviación de 0.025 bar. Es importante tener en cuenta que la desviación puede ocurrir en cualquier dirección. Además, vale la pena señalar que factores como las fluctuaciones de temperatura y las vibraciones pueden afectar el rendimiento del manómetro, e incluso la lectura del dial puede introducir pequeñas desviaciones en la precisión.

Cómo calibrar un manómetro de vacío

Al igual que otros manómetros, la calibración de un manómetro de vacío requiere un calibrador que cumpla con los requisitos de ISO/IEC 17025. La norma ISO 3567 detalla los criterios técnicos, físicos y metrológicos necesarios. Lea nuestro artículo sobre calibración de manómetros para obtener una visión general de la calibración de un manómetro de vacío.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se mide la presión de vacío?

El dispositivo más común utilizado para medir la presión de vacío es un manómetro de estilo Bourdon.

¿Cuál es la diferencia entre la presión manométrica y la presión de vacío?

Tanto la presión manométrica como la presión de vacío se miden en relación con la presión atmosférica. La diferencia es que la presión manométrica es superior a la presión atmosférica, mientras que la presión de vacío es inferior.

¿El vacío es una presión positiva o negativa?

La presión de vacío generalmente se expresa como un número negativo y se mide en relación con la presión atmosférica. Un manómetro de presión negativa (un manómetro de vacío) mide la presión de vacío.

¿Cuál es la diferencia entre un manómetro de vacío y un manómetro compuesto?

Un manómetro de vacío mide la presión por debajo de la presión atmosférica, mientras que un indicador compuesto de presión mide la presión tanto en rangos positivos como negativos (de alta a baja presión).

¿Cuál es la aplicación típica de un manómetro de vacío de baja presión?

Los manómetros de vacío de baja presión monitorean y controlan los niveles de vacío en sistemas HVAC, experimentos de laboratorio y procesos industriales.