1.3. Concepto de presión, medición y escalas de presión

 

CONCEPTO DE PRESIÓN

Es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. se representa de esta forma.

CONCEPTO DE MEDICIÓN

Es  la comparación que existe entre una determinada cantidad y otra, para dar a conocer si la masa o conjunto que se pretende medir da cabida en esa magnitud.

 

CONCEPTO ESCALAS DE PRESIÓN

Es una graduación utilizada en diversos instrumentos para posibilitar la medición  de una magnitud .

dado que el Pascal (N/m2), es la unidad estándar, las equivalencias de las demás medidas pueden expresarse en función de estas:

1 Pa = 0.00014 psi

1 Pa = 0.0039 pulgadas de agua

1 Pa = 0.00029 pulgadas de Hg

1 Pa = 0.987 x 10 -5 Atmf

1 Pa = 0.102 x 10 -4 kg/ cm2

1 Pa =0.01 cm de agua

1 Pa = 0.0075 mm d Hg

1 Pa = 10-5  Bar

PRESIÓN Y GRADIENTE DE PRESIÓN 

Es el cambio producido en la presión por unidad de profundidad, expresado normalmente en unidades de psi/pie o kPa/m. La presión se incrementa en forma predecible con la profundidad, en las áreas de presión normal. El gradiente de presión hidrostática normal para el agua dulce es de 0,433 psi/pie y para el agua salada es de 0,465 psi/pie.

Formación Normal. Las formaciones con presión normal, ejercen una presión igual a la columna del fluido nativo de dicha formación hasta la superficie. El gradiente de presión de los fluidos nativos generalmente fluctúa de 0,433 psi/pie a 0.465 psi/pie.

Formación Anormal. Las formaciones con presión anormal ejercen una presión mayor que la presión hidrostática de los fluidos contenidos en la formación. La presión en los poros aumenta, generalmente excediendo 0.465 psi/pie. El resultado causado por un incremento de sobrecarga, hace que ésta sea soportada parcialmente por los fluidos porales más que por los granos de la roca.

Formación Subnormal. Las formaciones con presiones subnormales tienen gradientes menores que los del agua dulce, o menores que 0.433 psi/pie (0.0979 bar/m). Formaciones con presiones subnormales pueden ser desarrolladas cuando la sobrecarga ha sido erosionada, dejando la formación expuesta a la superficie.

 

MEDICIONES DE PRESIONES

-PRESIÓN ABSOLUTA

Se denomina a aquella que se obtiene de la suma de la presión atmosférica y la presión manométrica.

-PRESIÓN DIFERENCIAL

Presión entre dos sistemas aislados (la presión relativa es una presión diferencial en que la presión de referencia es la atmosférica).

 

-PRESIÓN MANOMÉTRICA  DE VACÍO

Se llama presión manométrica aquella que resulta de la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica. Solo es aplicable en casos en que la presión es superior a la presión atmosférica, pues de lo contrario es presión de vacío.

 

LEY DE PASCAL

 

Es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que menciona que la presión ejercida en un fluido incompresible y contenido en un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad por todos los puntos del fluido.

Un ejemplo claro de aplicación de este principio es la prensa hidráulica:

La prensa hidráulica es una máquina, basada en el principio de Pascal, que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye el fundamento de elevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivos hidráulicos.

La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite.

Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma (casi) instantánea a todo el resto del líquido. Por el principio de Pascal esta presión será igual a la presión p2 que ejerce el fluido en la sección S2, es decir:

por lo que:

Dado que el líquido es incompresible, el volumen desplazado por el émbolo 1 debe ser igual que el desplazado por el émbolo 2:

es decir:

INSTRUMENTOS Y DISPOSITIVOS PARA LA MEDICIÓN DE PRESIÓN

Los instrumentos de medición de presión, son equipos que se utilizan para medir la fuerza que es capaz de ejercer un fluido sobre una superficie, tomando como referencia la presión atmosférica. Podemos hablar de una presión positiva o una presión negativa (presión de vacío).

Barómetro

Instrumento de medición de presión para medir la presión atmosférica. Los barómetros más antiguos poseían una columna de líquido que equivale al peso de la atmósfera.

Tubo de Pitot

Este instrumento sirve para medir la velocidad que puede alcanzar la corriente de flujo. Aunque no es específicamente un instrumento de medición de presión, combinado con el barómetro puede ser de gran utilidad para medir condiciones atmosféricas puntuales.

 

Manómetro

Los manómetros como instrumentos de medición de presión se utilizan para medir la presión de gases o líquidos en recipientes cerrados. Con él se puede distinguir la presión atmosférica de la absoluta, cuyo resultado es la presión manométrica.

Vacuómetro

Este instrumento de medición de la presión se utiliza para medir al vacío, lo que quiere decir que solo mide presiones que estén por debajo de la presión atmosférica.

Este  dispositivo es muy preciso ya que miden con exactitud sin importar el tipo de gas a medir.

Tubo U

Se utiliza para medir la diferencia de presión local ejercida por un fluido.

El funcionamiento de este instrumento se basa en colocar un fluido de densidad conocida en uno de los extremos y dejar el otro libre y en contacto con el material al que se le quiere medir la presión,  el fluido se moverá al ejercer presión en el extremo vació produciendo una diferencia de nivel que se puede medir ya que depende de la presión, el nivel y es directamente proporcional a la presión ejercida.

Tubo de Bourdon

Es elástico y metálico, éste posee una estructura aplanada, y al aplicar presión, tomará una forma curva especial enderezándose.

El mismo funciona cuando la presión que queremos medir obliga al tubo a desenrollarse y mover los engranajes que giran la aguja indicadora de presión.