Medidores de pressão

Um barômetro aneroide

O que são medidores de pressão?

Os medidores de pressão são ferramentas usadas para medir uma magnitude física chamada pressão. A pressão é definida como o quociente entre o componente perpendicular da força e a área em que age, sendo definida pela seguinte equação:

P = f/a

Onde p é a pressão e f é a força perpendicular à área a. A unidade do sistema internacional de unidades é o Pascal e abreviado PA. Como é uma unidade pequena para pressões que são frequentemente manipuladas, os múltiplos do Pascal, como quilo, mega e giga são de uso prolongado.

Para medir a pressão, muitos dispositivos foram criados, que podem ser agrupados em qualquer uma dessas categorias, de acordo com o princípio físico que eles usam:

• Com base em princípios mecânicos, como a deformação causada por uma força.
• Aqueles que usam princípios elétricos, que convertem uma força em corrente elétrica.

Onde os medidores de pressão são usados?

A pressão é, juntamente com a temperatura, uma das magnitudes que são mais medidas em todo o mundo. Isso ocorre porque os fluidos, sejam gases ou líquidos, exercem pressão nas paredes dos recipientes que os contêm e nos objetos dentro.

Os medidores de pressão são instrumentos essenciais em várias áreas, sendo as principais:

• Ciências naturais, como geociências e em estudos médicos, climatológicos e ambientais.
• Diversos processos industriais: farmacêuticos, alimentos, metalúrgicos e automotivos, entre outros.

Nos estudos climáticos, a medida da pressão é muito importante, pois é um indicador climático principal: as baixas pressões estão associadas a chuvas e tempestades, enquanto as altas pressões indicam céus claros.

Por outro lado, em todos os processos industriais e metalúrgicos, existem inúmeros fluidos se exercitando continuamente em tubos e recipientes, estejam em repouso ou se movendo. Daí a necessidade de saber seu valor o tempo todo, a fim de regular adequadamente esses processos.

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Outro exemplo muito familiar é a verificação da energia automotiva, para a qual o nível de compressão é medido em cilindros de motor, que é a pressão medida quando o pistão está no ponto de volume mínimo. Da mesma forma, os pneus devem ser preenchidos à pressão adequada, que é verificada com um medidor portátil projetado para esse fim.

A pressão arterial ou a pressão arterial é um indicativo do status geral de saúde das pessoas e é um exame de rotina, que é facilmente praticado com um dispositivo chamado manguito de pressão arterial qualquer Tensiômetro.

Classes de pressão

O medidor de pressão a ser usado depende da aula de pressão que você deseja medir:

• Pressão absoluta, É o que é medido em relação ao vazio absoluto e é sempre positivo. A pressão atmosférica é absoluta e seu valor padrão, no nível do mar, é 101325 PA. É medido com um barômetro, por isso também é chamado pressão barométrica.
• Pressão relativa, É medido em relação a uma pressão de referência, que é a pressão atmosférica. Seu valor pode ser positivo ou negativo. O instrumento para medir é o medidor de pressão.

Tipos de medidores de pressão

De acordo com o tipo de pressão a ser medido, vários instrumentos foram projetados. Estes são os principais:

Barômetros

Os barômetros medem a pressão atmosférica. Existem vários tipos, de acordo com o mecanismo do sensor.

• Barômetro de Mercúrio

Este instrumento foi inventado pelo físico evangelista italiano Torricelli (1608-1647). Consiste em um tubo cheio de mercúrio investido em um recipiente que também está cheio de mercúrio e aberto à atmosfera.

Ao investir o tubo, o mercúrio desce, deixando um espaço na parte superior, onde está quase vazio, exceto por uma pequena quantidade de vapor de mercúrio. Lá a pressão absoluta está bem perto de 0.

A força exercida pelo ar na parte exposta de Mercúrio e o peso da coluna Mercury no tubo são equilibrados, pois todo o conjunto está em repouso.

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No entanto, a força do ar na superfície do mercúrio é exercida através da pressão, e isso por sua vez está relacionado à altura da coluna Mercury no tubo, um valor próximo a 760 mm e equivalente a 101325 PA.

• Barômetro de água

Este barômetro usa água em vez de mercúrio, mas a coluna líquida é mais longa, pois a água é mais clara: 10.3 m de altura.

• Barômetro Aneroid

Barômetro Aneroid, instrumento usado para medir a pressão atmosférica

Este dispositivo não usa líquido, mas uma câmara de metal parcialmente em um vácuo que se contrai ou se expande de acordo com a pressão à qual é submetida.  A diferença de pressão é transmitida por uma mola, cujo alongamento move uma haste ligada ao indicador do medidor. A pressão é lida em uma tela fornecida com uma escala.

Quando um sistema de registrador de algum tipo, como papel e tinta, ou uma tela digital é adicionada ao instrumento, o instrumento é um barógrafo e permitir visualizar na forma de gráfico as variações da pressão atmosférica, úteis para prever o clima.

Medidores de pressão

Os manômetros geralmente medem a pressão relativa, embora às vezes possam dar leituras absolutas.

• Mão de pressão U -Tubo

Serve para medir pressões relativas pequenas e moderadas. O mais simples consiste em um tubo em forma de vidro ou plástico, cheio de fluido, como mercúrio, com um dos galhos selados ou abertos à atmosfera e o outro conectado à pressão a ser medido.

Quando uma das extremidades é aplicada, o mercúrio sobe através do outro ramo até que o peso da coluna equilibre o fim do fim. A diferença entre o nível original e o novo nível é proporcional à diferença de pressão entre os dois pontos.

Uma variante do medidor de pressão em U é o medidor de pressão do tubo inclinado, que é usado para medir pequenas diferenças de pressão.

• Cover medidor de pressão

Trabalhador de uma refinaria de gás verificando os nanômetros, um medidor de pressão relativo de uso frequente em todos os processos industriais

Esse tipo de medidor de pressão transfere variações de pressão para uma escala ou cobertura graduada, através de algum mecanismo. Isso pode ser, por exemplo, a deformação de uma mola ou um tubo C ou em forma de espiral, que tende a endireitar quando a pressão é aplicada por uma extremidade ou a curva mais se diminuir.

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O tubo é chamado Tubo de Bourdon, Por Eugene Bourdon, o engenheiro francês que o inventou em 1849.

A deformação do tubo move uma parte superior fornecida com um sistema mecânico com engrenagens que converte o movimento linear do tubo em uma de rotação no outro, há uma agulha indicadora que pode ser movida em uma tampa. A posição da agulha na escala graduada da tampa indica o valor da pressão.

• Medidor de pressão digital

Faça uma diferença de pressão uma variação em alguma magnitude elétrica, como resistência, por exemplo. Essa variação pode se tornar uma corrente elétrica proporcional à diferença de pressão e a leitura é feita em uma tela digital.

Nesse medidor de pressão, a deformação elástica do sensor feita de um material condutor produz uma mudança em sua resistência elétrica. A mudança na resistência está relacionada à mudança de pressão. Da mesma maneira, a capacitância em um capacitor ou indutância em um indutor pode ser variada.

Outra classe de sensor é o tipo piezoelétrico, como quartzo ou turmalina, na qual uma mudança de pressão em um cristal de alguns desses minerais se traduz em uma tensão.

Referências

1. Cimbala, c. 2006. Mecânica de fluidos, fundamentos e aplicações. Mc. Graw Hill.
2. Instituto da Universidade Alonso Gamero. Laboratório de Processo Químico: Manometria. Guia do Laboratório de Operações Unitárias I.
3. Mott, r.  2006. Mecânica de fluidos. 4º. Edição. Pearson Education. 
4. Universidade de Buenos Aires. Medição de pressão. Recuperado de: assuntos.fi.Uba.ar.