Manómetros a través del tiempo

El ingeniero francés Eugene Bourdon patentó el sistema de presión de tubo Bourdon en 1849. Desde entonces, el sistema de presión ocupa el segundo lugar después de los relojes de pulsera en adopción e instalación general.

Debido al papel fundamental que han desempeñado los sistemas de presión mecánicos a lo largo de las décadas, los componentes básicos de un manómetro se han mantenido relativamente sin cambios (tubo Bourdon, casquillo, movimiento e indicador de esfera).

La función principal de un manómetro de tubo Bourdon es proporcionar una indicación local de cómo se está desempeñando un proceso. Al verificar la medición de la presión en el sistema realizada por el manómetro, los operadores o el personal de mantenimiento pueden determinar rápidamente si el equipo está funcionando de manera segura y con una eficiencia óptima.

Un manómetro suele ser el primer indicador de un problema. Una caída de presión es una advertencia de fuga en el sistema, mientras que un pico de presión indica un bloqueo, posiblemente en un filtro o válvula. Si bien hay muchas otras formas de identificar estos problemas, un manómetro es uno de los instrumentos visuales más sencillos de implementar y utilizar. A medida que los manómetros ganaron popularidad, se introdujeron e instalaron en muchas áreas diferentes, incluidas aplicaciones que inducen altos niveles de vibraciones y pulsaciones.

Las vibraciones generalmente ocurren cuando otros equipos que se encuentran más abajo en la línea de proceso no están adecuadamente equilibrados o calzados y, por lo tanto, emiten un alto nivel de resonancia mecánica, que cae en cascada a lo largo de todo el sistema de tuberías. La pulsación es el resultado directo de que los equipos (por ejemplo, bombas o válvulas) se encienden y apagan rápidamente, lo que genera picos de presión (también conocidos como golpes de ariete).

Las vibraciones y pulsaciones en el sistema de presión hacen que el puntero del manómetro rebote o se agite rápida e incontrolablemente. Esto hace que sea difícil, si no imposible, registrar una lectura precisa de la presión del sistema, anulando la eficacia del manómetro. Las vibraciones y pulsaciones prolongadas provocan un desgaste prematuro, lo que con frecuencia requiere la reparación, recalibración o reemplazo del medidor.

En relación con la línea de vida general de los manómetros, la introducción del llenado de líquido es nueva. Los fabricantes comenzaron a incorporar relleno líquido en la carcasa de los manómetros para aplicaciones con cantidades excesivas de vibración y pulsación.

El fluido viscoso relleno de líquido encapsula las partes internas del manómetro y lo protege contra vibraciones y pulsaciones, con el resultado directo de que el puntero no salta y se obtiene una mejor lectura de presión.

El tipo de llenado de líquido seleccionado depende del proceso y de las condiciones ambientales, incluido el rango de temperatura circundante, la temperatura del medio y la compatibilidad química del medio del proceso y su entorno. Algunos líquidos de llenado comunes incluyen glicerina, mezcla de glicerina/agua y silicona.

El líquido en la caja proporciona arrastre hidrostático (resistencia) contra el movimiento continuo. El fluido también actúa como lubricante para las partes internas del medidor, eliminando la amenaza de desgaste prematuro y reduciendo la probabilidad de daños por vibración y pulsación. El uso de manómetros llenos de líquido resuelve los problemas de vibración y pulsación, pero también introduce otros problemas, entre ellos:

El problema más grave relacionado con fugas en un medidor ocurre una vez instalado. Si un medidor tiene una fuga, el líquido termina en el piso de la fábrica o planta, lo que genera riesgo de resbalones y un ambiente de trabajo inseguro. Esto puede evitar que se instalen medidores llenos de líquido en instalaciones con pautas de seguridad estrictas.

Otro punto relacionado con las fugas tiene que ver con el propio manómetro. Una vez que el medidor pierde su líquido, disminuye su capacidad para amortiguar la vibración, anulando su efectividad. Además, dependiendo de la cantidad de líquido que se haya filtrado del medidor, el menisco puede descansar a un nivel que dificulte la lectura del puntero del medidor.

El líquido de llenado agregado a un manómetro también afecta las temperaturas a las que puede funcionar. La glicerina, que suele ser el relleno estándar en los medidores llenos de líquido, tiene un rango de temperatura de aproximadamente -20 C a 65 C (-4 F a 150 F). Se requiere fluido de silicona para temperaturas fuera de este rango, lo que puede ser más costoso, generar tiempos de entrega más prolongados y generar otros problemas de compatibilidad con los medios.

Los medidores que se instalan en lugares con exposición prolongada a la luz solar, o los medidores expuestos al calor ambiental o de los medios de proceso por encima de las especificaciones del fluido de llenado, pueden experimentar un líquido descolorido. Esto hace que el indicador sea bastante desagradable a la vista y difícil de leer.

Si un medidor lleno de líquido necesita servicio o recalibración, el proceso se vuelve más complicado que con otros medidores. Primero se debe secar el medidor antes de repararlo y rellenarlo. Esto puede aumentar el tiempo de respuesta del medidor.

A medida que se seguían instalando manómetros, se requerían otras soluciones de amortiguación para resolver los desafíos de vibración y pulsación sin las desventajas del llenado de líquido. Aquí es donde los manómetros secos pueden resultar útiles: humedecer sin los problemáticos problemas del llenado de líquido.

Con los manómetros secos, el eje del puntero se extiende hacia la parte posterior del movimiento con dos paletas que se agregan al eje. Esta porción extendida del eje está revestida por una tapa llena de compuesto amortiguador. Luego, la tapa se sella permanentemente, evitando que se escape el compuesto humectante.

Con la pequeña cantidad de líquido contenida en una tapa sellada, estos manómetros secos combinan las mejores características de un manómetro seco y un manómetro lleno de líquido. Esto puede generar ventajas como menos medidores con fugas, mayor tolerancia a la temperatura, ausencia de decoloración y tiempos de entrega más rápidos para reparaciones y calibración.

Estos medidores también pueden funcionar en un rango más amplio de temperaturas ambiente y de proceso (-40 C a 120 C, o -40 F a 250 F) y pueden instalarse bajo la luz solar directa sin riesgo de decoloración.

El papel del medidor como indicador de eficiencia o falla potencial lo hace crítico para la salud general de un proceso.

Peter Chronis es vicepresidente de desarrollo comercial de Winters Instruments, un fabricante de productos de instrumentación con sede en Toronto, Canadá. Para obtener más información, visite www.winter.com.