En los procesos industriales es absolutamente necesario controlar las variables físicas

Introducción

        En los procesos industriales es absolutamente necesario controlar las variables físicas del sistema que mantienen en condiciones idóneas al proceso. Entre las variables físicas más comunes se enlistan presión, caudal, nivel, temperatura, pH, conductividad eléctrica, velocidad, humedad, etc., y todas ellas pueden ser monitoreadas y controladas con el propósito de asegurar la eficiencia de un proceso industrial.

En el presente trabajo se profundizará acerca de la presión como variable física, su descripción y parámetros físicos, así como los instrumentos y equipos utilizados para su medición. Los contenidos fueron extraídos en su mayoría de los títulos “Instrumentación Industrial”, de Antonio Creus, y “Sensores y Acondicionadores de Señal”, de Ramón Pallas.

resión

        La presión se describe como una fuerza por unidad de superficie. Puede expresarse en unidades como pascal, bar, atmósferas, kilogramos por centímetro cuadrado y libras por pulgada cuadrada (psi). El Sistema Internacional de Unidades normaliza el pascal (Pa) como unidad de medida de presión, y lo define como 1 Newton por metro cuadrado, siendo el Newton la fuerza aplicada sobre una superficie de 1 metro cuadrado. En la industria se utiliza también el bar (1 bar = 105 Pa).

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Es importante definir los conceptos referentes a la presión, para diferenciar aquellos que son los comúnmente medidos en la industria.

• Presión absoluta es aquella que se mide con relación al cero absoluto de presión
• Presión atmosférica es la presión ejercida por la atmósfera terrestre medida utilizando un barómetro. A nivel del mar, esta presión es próxima a 760 mm de mercurio
• Presión relativa es la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica del lugar donde se realiza la medición
• Presión diferencial es la diferencia entre dos presiones

Para medir la presión de un sistema los instrumentos se clasifican en tres grupos, según su principio de funcionamiento: mecánicos, electromecánicos y electrónicos de vacío. En la página siguiente se presenta un diagrama que presenta los tres grupos con sus correspondientes subgrupos y ejemplos.

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Elementos mecánicos:

        Los elementos mecánicos de medida directa determinan la presión comparándola con la ejercida por un líquido de densidad y altura conocidas, como hacen los barómetros y manómetros. Por otro lado, los elementos mecánicos elásticos emplean materiales como acero inoxidable, aleaciones de cobre, níquel o aleaciones especiales. Su funcionamiento se basa en el principio de deformación de los materiales, dentro de su límite elástico, producida por la fuerza ejercida por la presión que se mide.

Elementos electromecánicos:

        Los elementos electromecánicos utilizan un elemento mecánico combinado con un transductor eléctrico, que genera la correspondiente señal eléctrica. Dentro de este grupo se encuentran los elementos resistivos, magnéticos, capacitivos y extensiométricos, que, como sus nombres lo indican, señalan la medición de presión en términos de variación de la resistencia eléctrica, campo magnético, capacitancia y longitud, respectivamente,  Además, dentro de los elementos electromecánicos se encuentran los sensores piezoeléctricos. Son cristales que, al deformarse por la acción de una presión, generan un potencial eléctrico. Los materiales típicos en este tipo de elementos son el cuarzo y el titanato de bario, capaces de soportar temperaturas de hasta 230 °C .

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