Procedimiento A Desarrollar:
La presión es una fuerza que ejerce sobre un área determinada, y se mide en unidades de fuerzas por unidades de área. Esta fuerza se puede aplicar a un punto en una superficie o distribuirse sobre esta. Cada vez que se ejerce se produce una deflexión, una distorsión o un cambio de volumen o dimensión. Las mediciones de presión pueden ser desde valores muy bajos que se consideran un vacío, hasta miles de toneladas por unidad de área.
Las mediciones de presión son las más importantes que se hacen en la industria; sobre todo en industrias de procesos continuos, como el procesamiento y elaboración de compuestos químicos. La cantidad de instrumentos que miden la presión puede ser mucho mayor que la que se utiliza en cualquier otro tipo de instrumento.
Los elementos primarios para medir la presión pertenecen a las siguientes categorías principales:
En el Control Industrial interesan tres conceptos ligeramente diferentes de la presión. Normalmente se mide la presión manométrica, que representan la diferencia entre la presión absoluta en el lugar de la instalación y la presión atmosférica.
Algunas veces interesa la medida de la presión absoluta, especialmente cuando se miden presiones inferiores a la atmosférica.
Cuando se trata de medidas de flujo, en sistemas de ventilación, etc, es muy usual también la medida de la presión diferencial.
Estos conceptos se ilustran en la siguiente figura:
Los principios que se aplican a la medición de presión se utilizan también en la determinación de temperaturas, flujos y niveles de líquidos. Por lo tanto, es muy importante conocer los principios generales de operación, los tipos de instrumentos, los principios de instalación, la forma en que se deben mantener los instrumentos, para obtener el mejor funcionamiento posible, cómo se debe usar para controlar un sistema o una operación y la manera como se calibran.
En la industria, la medición de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista del funcionamiento del proceso como de la consideración del balance adecuado de materias primas o de productos finales.
La utilización de instrumentos electrónicos con microprocesador en la medida de otras variables, tales como la presión y la temperatura, permite añadir “inteligencia” en la medida del nivel, y obtener precisiones de lectura altas, del orden del 0,2 %, en el intervalo de materias primas o finales o en transformación en los tanques del proceso.
Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel de líquidos y de sólidos. En nuestro caso trabajaremos con medidores de nivel de líquido, que son los que trabajan midiendo, bien directamente la altura de líquido sobre una línea de referencia, bien la presión hidrostática, bien el desplazamiento producido en un flotador por el propio líquido contenido en el tanque del proceso, o bien aprovechando características eléctricas del líquido.
En nuestra práctica mediremos nivel a través de presión hidrostática, y para entender este concepto debemos saber que fluidos son aquellos cuerpos que pueden fluir y adoptan la forma del recipiente que los contiene. Los fluidos se dividen en líquidos y gases, dependiendo de sus fuerzas de cohesión interna. La hidrostática es la parte de la Física (Mecánica) que tiene por objeto el estudio del comportamiento y de las propiedades de los fluidos en equilibrio (la hidrodinámica estudia los fluidos en movimiento).
Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras.
P= d . g . h
Un experimento clásico sobre la validez de esta expresión es el del tonel de Pascal. Dicho experimento consiste en colocar un tubo vertical delgado y de gran longitud sobre un barril de madera lleno de agua. Si se llena el tubo de agua, la presión en el interior del tonel es tan elevada, a causa de la gran altura del líquido, que el barril no puede soportarla a pesar de que la cantidad de agua añadida en el tubo es pequeña.
Como la densidad de los gases es muy pequeña, la presión hidrostática es inapreciable para pequeñas alturas de gas, pero es importante en los líquidos, tanto más cuanto mayor sea su densidad.
Los aparatos que miden el nivel aprovechando la presión hidrostática se dividen en:
