O instrumento de que falaremos aqui é o mais lembrado quando o assunto é a medição de pressão. Mas, afinal, o que é manômetro? Em quais situações ele pode ser aplicado?
Esse equipamento é útil em várias circunstâncias, desde a medição em sistemas de pulverização até a calibração de pneus. Atualmente, podem ser encontrados diversos tipos de manômetros.
Com o objetivo de falar desse equipamento em mais detalhes, preparamos um conteúdo especial. Apresentamos tanto o conceito quanto as funcionalidades e tipos de manômetro. Continue lendo e saiba tudo sobre este material!
O que é um manômetro e como ele funciona?
O manômetro é um instrumento que serve para medir a pressão exercida por um fluido em determinada superfície. Esses fluidos podem estar em estado líquido ou gasoso.
No que diz respeito ao modo de funcionamento, existem particularidades referentes à tecnologia utilizada em cada modelo de manômetro.
Tomemos como exemplo o modo como opera o manômetro de mercúrio, considerada a forma mais simples e primordial do aparelho. Ele pode ser feito com apenas um tubo em U. Com uma das extremidades tampadas, despeja-se mercúrio. A outra extremidade deve permanecer exposta às condições que serão medidas.
No lado fechado do tubo não há ar para exercer força sobre o mercúrio. A pressão virá, pois, da extremidade aberta. Essa pressão faz com que o líquido se desloque, o que faz com que haja uma diferença nos níveis de mercúrio de um lado e de outro. É tal diferença que propicia a medição da força exercida pelo fluido ao qual a extremidade aberta do tubo foi exposta.
Esse manômetro rudimentar foi aplicado nas primeiras investigações da física. A partir daí, a pressão aplicada pelos fluidos passou a ter uma unidade de medida, o “milímetro de mercúrio” (mm Hg).
Mas esse modo de medir a pressão encontra-se ultrapassado. Na física atual, prevalece uma nova unidade de medida, o “torr”. Uma unidade dessa medida corresponde a um mm Hg. Além do mais, a tecnologia do manômetro de mercúrio deu lugar a novas tecnologias, como a do manômetro digital.
As aplicações de um manômetro
Conforme já mencionamos, com esse aparelho é possível medir a pressão exercida por fluidos em diversos contextos. Os manômetros são aplicados, por exemplo, na medição da pressão arterial, na aferição da pressão de compressores e de equipamentos de vácuo. Para cada uma dessas aplicações, pode haver um manômetro específico. Existem manômetros que são largamente utilizados, como os utilitários. Estes estão presentes em aparelhos pneumáticos, por exemplo.
Já os manômetros industriais têm um funcionamento mais complexo e são utilizados para medir a pressão em máquinas e equipamentos industriais. Um exemplo são os manômetros presentes nas caldeiras. Em alguns contextos, utilizam-se manômetros constituídos de determinados materiais, como é o caso dos aparelhos feitos de aço inoxidável.
Estes podem ser encontrados em indústrias em que há o manuseio de produtos corrosivos ou tóxicos, como a petroquímica. Os manômetros também são úteis para medir a pressão em compressores de refrigeração. Além de medirem a pressão, eles também aferem a temperatura e o vácuo.
No que diz respeito aos contextos em que há processos envolvendo o gás NH3, aplica-se o manômetro para amônia. Há ainda manômetros que servem para calibrar outros manômetros. Tal é o caso dos manômetros de teste.
Na maioria dessas utilizações, o uso do manômetro reveste-se de importância por permitir o monitoramento de equipamentos. Assim, pode-se garantir a segurança das pessoas, eliminando os fatores de riscos que podem contribuir para acidentes.
Alguns tipos de manômetro
Falaremos agora sobre os principais tipos de manômetro existentes no mercado.
Tipos de construção de um manômetro analógico
Muitos dos equipamentos utilizados para medir diferentes tipos de pressão utilizam a pressão atmosférica como referencial. A partir disso, fazem a comparação entre a pressão absoluta ou real em relação à pressão atmosférica, atribuindo este valor como pressão manométrica.
Estes equipamentos recebem o nome de manômetros e funcionam seguindo os mesmos fundamentos que norteiam os aneróides e barômetros de mercúrio. A pressão manométrica se manifesta bem seja abaixo ou acima da pressão atmosférica. Os manômetros que são feitos para medir pressões inferiores à atmosférica são chamados de manômetros de vácuo — ou vacuômetros.
O manômetro com séculos de existência é o de coluna líquida. Este manômetro apresenta um tubo, no qual se coloca uma certa quantidade de ar, líquido ou outro gás. Neste equipamento, a pressão a ser medida é aplicada em uma das aberturas do tubo, enquanto a pressão de referência é aplicada em outra abertura. A diferença entre as pressões é proporcional à diferença do nível do gás ou líquido do tubo.
Dessa maneira, a constante de proporcionalidade é a massa volúmica do material presente no tubo. Os manômetros de coluna líquida podem ter a forma de U, uma apresentar a coluna única. Para forçar com que o líquido percorra uma maior distância, utilizam colunas com inclinação.
Conforme a pressão aumenta, aumenta a exigência por deslocamento no caso de a colunar apresentar inclinação. Nesses casos, é necessário conhecer o ângulo relativo à horizontal com maior precisão. Os manômetros de coluna líquida costumam ser divididos entre os truncados e de dois ramos abertos.
Manômetros truncados
Os manômetros truncados servem para fazer medições em pequenas pressões gasosas, variando até 1 Torr. Funciona na verdade como um barômetro de sifão com seus dois ramos curtos. Se o ramo aberto se comunica com o depósito cuja pressão supera a altura máxima da coluna barométrica, o líquido contido no interior do dispositivo preenche o ramo fechado.
Caso o contrário ocorra, se forma um vácuo barométrico no ramo fechado. Vale salientar que se o dispositivo afere pressões absolutas, ele não é um verdadeiro manômetro.
Manômetro de dois ramos abertos
O manômetro mais sensível nada mais é do que um tubo de vidro dobrado em formato de U, que apresenta um líquido apropriado (óleo, água, mercúrio, etc.). Um dos ramos do tubo deve estar conectado com o depósito que contém o fluido, cuja pressão se deseja medir, enquanto o outro deve estar aberto à atmosfera.
O fluido do recipiente penetra em parte do tubo em U, o que faz com que com que entre em contato com a coluna líquida. Os fluídos alcançam uma configuração de equilíbrio da qual resulta fácil dedução da pressão manométrica do depósito. Neste caso:
ρm e ρ são densidades do líquido manométrico e do fluído armazenado no depósito. Caso a densidade do fluído seja inferior à do líquido manométrico, podemos desprezar o termo pgd na maioria dos casos.
Assim, a pressão manométrica (p–patm) é proporcional à diferença de alturas que atinge o líquido do dispositivo dos ramos que apresenta. É evidente que o manômetro será mais sensível se apresentar menor densidade do líquido manométrico.
Na maioria dos casos, esses instrumentos contam com um ponteiro ligado a um sistema de medição mecânico. Mas pode haver diferenças em sua construção interna. Nesse sentido, existem três tipos de formação dos manômetros.
O primeiro concerne aos manômetros construídos com tubo em C, o qual pode ser indicado para altas e baixas pressões. O tipo em espiral, por sua vez, pode ser aplicado na medição de baixas pressões. Já os manômetros com formação helicoidal são recomendados para situações em que há alta pressão.
Manômetro de Bourdon
Esse é um tipo de manômetro analógico que tem larga utilização na indústria. Seu funcionamento consiste em um tubo em forma de C, com uma das extremidades selada e a outra exposta à pressão que deve ser medida. O tubo é expandido com a variação da pressão, o que ocasiona uma movimentação na extremidade fechada.
Manômetro digital
Os manômetros digitais podem ser empregados para aferir pressão negativa ou positiva e pressão diferencial. A diferença em relação aos manômetros analógicos é que os digitais contam com sensores precisos, o que contribui para a exatidão das medições.
Manômetros que medem deformações
Alguns manômetros utilizam a deformação que as pressões causam na forma de sólidos, como superfícies ou espirais.
Manômetro de membrana
Outro tipo de manômetro recorre à deformação de uma membrana flexível. Estas membranas, por sua vez, apresentam deformação proporcional à pressão a qual estão sujeitas. Elas são utilizadas com vários outros métodos para transformar a deformação em uma grandeza que possa ser processada.
Utilizam-se extensómetros (resistências variáveis com a deformação, também conhecidas como strain gage ou células de carga). Seu uso se dá para facilitar a conversão para grandezas elétricas, o que facilita a medição e armazenamento das informações dos testes realizados.
Todavia, uma das técnicas mais utilizadas é a ligação elétrica entre a membrana de forma que se torne uma armadura móvel de dois condensadores. Desse modo, a deformação que a membrana sofre gera uma variação da capacidade. Com isso, é possível obter a tensão elétrica diretamente proporcional à pressão aplicada sobre a membrana.
Manômetro aneróide ou metálico
No setor industrial, emprega-se quase que exclusivamente os manômetros aneroides ou metálicos. Estes equipamentos consistem em barômetros aneroides modificados, de forma que dentro da caixa atual a pressão desconhecia se deseja mensurar e, do lado de fora, a pressão atmosférica utilizada como referencial para a medição.
O mais convencional é o manômetro de Bourdon, que consiste e um tubo metálico, laminado, fechado, hermético e uma extremidade em espiral. A outra extremidade é aberta e se comunica com o depósito onde está localizado o fluído. Neste setor do equipamento encontra-se a pressão que se deseja aferir.
Desse modo, aumentar a pressão no interior do tubo faz com que este comece a se desenrolar de forma natural, colocando em movimento a agulha indicadora frente a uma escala calibrada em unidades de pressão. Os manômetros aneróides são para aplicações que variam de 0,6 até 7.000 bar.
Além destes, outros métodos podem ser usados para aferir a medição de pressão, como o manômetro de cilindro, cristais piezoeléctricos e LVDT.
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Tão importante quanto conhecer o que é o manômetro, para que serve, como funciona e quais são os tipos presentes no mercado, está a escolha de uma loja especializada na venda deste tipo de equipamento, que possa indicar os melhores equipamentos, assim como apontar quais são os mais adequados para a sua realidade.
Sendo assim, profissionais que precisam medir pressões diferenciais em diferentes tipos de sistemas de gás ou refrigeração, podem contar com os manômetros oferecidos pela Instrutemp! Com garantia de qualidade e precisão, várias unidades podem ser medidas a fim de garantir o seu trabalho adequado. Encontre o manômetro ideal e faça já seu orçamento conosco!
