Este documento describe diferentes conceptos y métodos de medición de presión en mecánica de fluidos. Explica la diferencia entre presión absoluta, atmosférica y manométrica, así como los principales tipos de medidores de presión como los mecánicos, electromecánicos, neumáticos y electrónicos. Se detalla el funcionamiento de instrumentos comunes como el manómetro de tubo en U, el tubo de Bourdon y los transductores resistivos, capacitivos y piezoeléctricos.

1. MECÁNICA DE FLUIDOS
CONCEPTOS DE PRESION
INSTRUCTOR
JESÚS FLAMINIO OSPITIA PRADA
ESTUDIANTE
CARLOS ANDRÉS AVENDAÑO
UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA, SECCIONAL ALTO MAGDALENA
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL
SEMESTRE 2021-2
GIRARDOT, CUNDINAMARCA
2021

2. Presión absoluta y manométrica
Si la presión dentro de un neumático es igual a la presión atmosférica, el neumático estará
desinflado. La presión debe ser mayor que la atmosférica para poder sostener el vehículo,
así que la cantidad significativa es la diferencia entre las presiones interior y exterior.
Cuando decimos que la presión de un neumático es de “32 libras” (en realidad 32 lb/in2,
igual a 220 kPa o 2.2x10⁵ Pa), queremos decir que es mayor que la presión atmosférica
(14.7 lb/in2 o 1.01x10⁵ Pa) en esa cantidad. La presión total en el neumático es de 47
lb/in2, o 320 kPa. El exceso de presión más allá de la atmosférica suele llamarse presión
manométrica, y la presión total se llama presión absoluta. Los ingenieros usan las
abreviaturas psig y psia para “lb/in2 manométrica” y “lb/in2 absoluta”, respectivamente
(por las siglas de pounds per square inch gauge y pounds per square inch absolute). Si la
presión es menor que la atmosférica, como en un vacío parcial, la presión manométrica es
negativa. (Hugh, Y., & Freedman, R., 2013)
Pab = Patm + Pman
p = p0 + ρgh (presión en un fluido de densidad uniforme)
Vacío
Se refiere a presiones manométricas menores que la atmosférica. Los valores que
corresponden al vacío aumentan al acercarse al cero absoluto. (Torres, 2013)
Presión atmosférica
La presión atmosférica pa es la presión de la atmósfera terrestre, la presión en el fondo de
este mar de aire en que vivimos. Esta presión varía con el cambio de clima y con la altitud.
La presión atmosférica normal al nivel del mar (un valor medio) es 1 atmósfera (atm),
definida exactamente como 101,325 Pa. Con cuatro cifras significativas, (Hugh, Y., &
Freedman, R., 2013)
( pa)med = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pa
= 1.013 bar = 1013 milibar = 14.70 lb/in2
Presión relativa
En cambio la presión relativa se mide siempre respecto a otra que se toma como referencia,
siendo la más usual la que ejerce la masa gaseosa que envuelve a la Tierra:
nuestra atmósfera, ya que siempre estamos sujetos a ella.
Por este motivo la mayoría de los instrumentos utilizados para medir presión,
llamados manómetros, están calibrados para que el cero corresponda precisamente a dicha
presión atmosférica. (Zapata, 2020)

3. Imagen No. 1. Representación grafica de presiones.
Fuente: (Zapata, 2020)
Medidores de presión
El medidor de presión más sencillo es el manómetro de tubo abierto. El tubo en forma de U
contiene un líquido de densidad r, con frecuencia mercurio o agua. El extremo izquierdo del
tubo se conecta al recipiente donde se medirá la presión p, y el extremo derecho está abierto
a la atmósfera, con p0 = patm. La presión en el fondo del tubo debida al fluido de la
columna izquierda es p + rgy1, y la debida al fluido de la columna derecha es patm + rgy2.
Estas presiones se miden al mismo nivel, así que deben ser iguales:
p + ρgy1 = patm + ρgy2
p - patm = ρg(y2 - y1) = ρ gh
En la ecuación anterior, p es la presión absoluta, y la diferencia p - patm entre la presión
absoluta y la atmosférica es la presión manométrica. Así, la presión manométrica es
proporcional a la diferencia de altura h = y2 - y1 de las columnas de líquido. (Hugh, Y., &
Freedman, R., 2013)
Tipos de medidores de presión
 Mecánicas

4.  Electromecánicas
 Neumáticas
 Electrónicas
Medidores mecánicos
 Primario de medida directa
 Primarios elásticos
Elementos primarios de medida directa: miden la presión comparándola con la ejercida
por un líquido de densidad y alturas conocidas.
Ejemplo barómetro cubeta, manómetro de tubo en U, manómetro de tubo inclinado,
manómetro de toro pendular, manómetro de campana.
Imagen No. 2. Monómeros mecánicos.
Fuente: (Torres, 2013)
Elementos primarios elásticos: se deforman por la presión interna del fluido que
contienen.

5. Ejemplo: tubo de Bourdon, el elemento en espiral, el helicoidal, el diafragma y el fuelle.
Imagen No. 3. Manómetros de tubo Bourdon
Fuente: (Torres, 2013)
El tubo Bourdon
Este tubo tiende a enderezarse cuando en su interior actúa una presión, por lo que el
extremo libre del tubo de Bourdom se desplaza y este desplazamiento mueve un juego de
palancas y engranajes que lo transforman en el movimiento amplificado de una aguja que
indica directamente la presión en la escala.
El diafragma consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rígidamente entre si
por la soldadura, de forma que al aplicar presión, cada capsula se deforma y la suma de los
pequeños desplazamientos es amplificada por un juego de palancas.
Imagen No. 4. Manómetro de Diafragma.
Fuente: (Torres, 2013)

6. Los manómetros de fuelle tienen un elemento elástico en forma de fuelle (como el
acordeón) al que se le aplica la presión a medir, esta presión estira el fuelle y el movimiento
de su extremo libre se transforma en el movimiento de la aguja indicadora.
Imagen No. 5. Manómetro de fuelle
Fuente: (Torres, 2013)
Imagen No. 6. Manómetro de fuelle
Fuente: (Torres, 2013)

7. Medidores electromecánicos
 Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerza
 Resistivos
 Magnéticos
 Capacitivos
 Extensiométricos
 Piezoeléctricos
Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerza
Para este tipo de medidores se utiliza un transmisor electrónico que genera una señal en
base a la posición de un sensor.
La posición del sensor determina la presión ejercida sobre la misma.
Imagen No. 7. Detector de inductancias
Fuente: (Torres, 2013)
Transductores resistivos
En este tipo de transductores se aprovecha un cambio de resistencia (del sensor o del
circuito en que esta) para medir la presión del sistema.

8. Imagen No. 8. Transductores resistivos
Fuente: (Torres, 2013)
Transductores magnéticos
Existen dos tipos de transductores magnéticos:
 Transductores de inductancia variable
 Transductores de reluctancia variable
Imagen No. 9. Transductores de inductancia y reluctancia variable
Fuente: (Torres, 2013)

9. Transductores capacitivos
Se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una
de sus placas por la aplicación de presión. La placa móvil tiene forma de diafragma y se
encuentra situada entre dos placas fijas.
Pueden ser de dos tipos:
 Capacidad fija
 Capacidad variable
Imagen No. 10. Transductores capacitivos
Fuente: (Torres, 2013)
Transductores Piezoeléctricos
Son materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión,
genera una señal eléctrica.
Imagen No. 11. Transductores Piezoeléctricos
Fuente: (Torres, 2013)

10. Medidores neumáticos
Utilizan elementos mecánicos con desplazamiento de gases.
Transmisores neumáticos
Se basan en el sistema tobera-obturador que convierte el movimiento del elemento de
medición en una señal neumática.
Consiste en un tubo neumático aumentado a una presión constante P, con una reducción en
su salida en forma de tobera, la cual puede ser obstruida por una lámina llamada obturador
cuya posición depende del elemento de medida.
Imagen No. 12. Sistema tobera obturador
Fuente: (Torres, 2013)
Medidores electrónicos
Mecánicos
Medidor McLeod
Térmicos
Ionización
Transductores mecánicos de fuelle y diafragma
Trabajan en forma diferencial entre la presión atmosférica y la del proceso. Pueden estar
compensados con relación a las presiones atmosféricas y calibradas en unidades absolutas.
Medidor McLeod
Se utiliza como aparto de precisión en la calibración de los restantes instrumentos. Se basa

11. en comprimir una muestra del gas de gran volumen conocido a un volumen más pequeño y
a mayor presión mediante una columna de mercurio en un tubo capilar.
Transductores térmicos
Se basan en el principio de la proporcionalidad entre la energía disipada desde la superficie
caliente de un filamento calentado por una corriente constante y la presión del gas
ambiente cuando el gas está a bajas presiones absolutas.
 Transductor térmico de termopar
 Transductor Pirani
 Transductor bimetálico.
Transductor de ionización
Se basan en la formación de los iones que se producen en las colisiones que existan entre
moléculas y electrones. La velocidad de formación de esos iones, es decir la corriente
iónica, varía directamente con la presión.
 Transductor de filamento caliente
 Transductor de catado frio
Bibliografía
Torres,L. (2013). Slideshare.Obtenidode https://es.slideshare.net/luistorres921/instrumentos-
de-medicion-de-presion?from_action=save&scribd_download=true
Young HughD andFreedmanRoger.(2013). Fisica universitaria. Pearson.
Zapata, F.(2020). Lifeder. Obtenidode https://www.lifeder.com/presion-absoluta/