Variáveis de Pressão

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Variáveis de Pressão
Medição de pressão é o mais importante padrão de medida, pois as medidas de vazão, nível etc. podem ser feitas utilizando-se esse princípio.
Definição: Pressão é definida como uma força atuando em uma unidade de área.
P = F/A onde:
- P = Pressão
- F = Força 
-A = Área
Unidades de Pressão: N/m2, KPa, MPa, Psi, Kgf/cm2
1 atm =1,033 kgf/cm²= 14,696 psi = 101,325 kpa (N/m²) = 1,01325 bar
Pressão Atmosférica: é a pressão exercida pela atmosfera devido ao peso da coluna de ar que está presa ao planeta pela força de atração exercida pela gravidade. Este valor diminui com o aumento da altitude e ao nível do mar vale 1 Atm = 1.105 Pa. Ela ainda é conhecida como Pressão Barométrica.
Pressão Absoluta: Valor medido sob as condições de vácuo, isto é, ausência de pressão. Sendo assim, é a pressão que toma como referência o vácuo absoluto.
Pressão Relativa: Trata-se da diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica. É conhecida como pressão Manométrica. Ela toma como referência a pressão atmosférica. Pode ser Positiva ou Negativa.
Positiva = É quando um sistema tem pressão relativa maior que a pressão atmosférica.
Negativa= É quando um sistema tem pressão relativa menor que a pressão atmosférica.
Pabs = Prel + Patm
Exemplificação: pressão absoluta à pressão real que se exerce sobre um determinado ponto. A pressão atmosférica é o peso exercido pelo ar em qualquer ponto da atmosfera (a camada de gases que rodeia o planeta). Já a pressão manométrica é a aquela que produz um meio distinto ao da pressão atmosférica (por exemplo, aquela que é exercida pelo gás de um refresco ou de um refrigerante sobre a garrafa/lata).
Estes dois conceitos permitem-nos retomar a idéia de pressão absoluta, que se calcula numa determinada superfície a partir do somatório da pressão atmosférica e da pressão manométrica. Se nos referimos a uma garrafa de Coca-Cola, a pressão absoluta à qual está submetida a sua garrafa é igual à soma da pressão atmosférica (externa à embalagem) e à pressão manométrica (interna, pela ação das moléculas do gás da bebida).
Dispositivos de Medição de Pressão: Os Manômetros são os primeiros e os mais conhecidos medidores de pressão industriais. São dispositivos utilizados para indicação local de pressão e em geral divididos em duas partes principais: o manômetro de medição direta de coluna líquida, que utiliza um líquido como meio para se medir a pressão, e o manômetro tipo elástico que utiliza a deformação de um elemento elástico como meio para se medir pressão.
Medidores por elementos elásticos: São dispositivos que se deformam em função da pressão exercida sobre eles pelo fluido medido. Esses dispositivos baseiam seu funcionamento na Lei de Hooke, cujo enunciado diz “ Dentro de um limite definido de elasticidade, a deformação provocada em um corpo sólido é proporcional ao esforço aplicado sobre ele”. Os três tipos básicos de elementos elásticos são: Diafragmas, Foles e Tubos de Bourdon.
Manômetro Tipo Bourdon: Tubo de Bourdon consiste em um tubo com seção oval, que poderá estar disposto em forma de “C”, espiral ou helicoidal, tem uma de sua extremidade fechada, estando a outra aberta à pressão a ser medida. Com a pressão agindo em seu interior, o tubo tende a tomar uma seção circular resultando um movimento em sua extremidade fechada. Esse movimento através de engrenagens é transmitido a um ponteiro que irá indicar uma medida de pressão em uma escala graduada.
Em processos industriais que manipulam fluidos corrosivos, viscosos, tóxicos, sujeitos à alta temperatura e/ou radioativos, a medição de pressão com manômetro tipo elástica se torna impraticável, pois o Bourdon não é adequado para essa aplicação, seja em função dos efeitos da deformação proveniente da temperatura, seja pela dificuldade de escoamento de fluidos viscosos, ou seja, pelo ataque químico de fluidos corrosivos.
Manômetro tipo Diafragma: Diafragma é um disco circular utilizado para medir pressões geralmente de pequenas amplitudes. É uma membrana fina de material elástico, metálico ou não. No manômetro tipo diafragma esta membrana fica sempre oposta a uma mola. Ao aplicar-se uma pressão no diafragma haverá um deslocamento do mesmo até um ponto onde a força da mola se equilibrará com a força elástica do diafragma. Este deslocamento resultante é transmitido a um sistema com indicação (ponteiro) que mostra a medição efetuada.
Manômetro tipo Fole: Fole é um dispositivo que possui ruga no círculo exterior que tem a possibilidade de expandir-se e contrair-se em função de pressões aplicadas no sentido do eixo. Como a resistência à pressão é limitada, é usado para baixa pressão.
Medidores de Coluna Líquida: É um instrumento de medição e indicação local de pressão baseado na equação manométrica. Sua construção é simples e de baixo custo. Basicamente é constituído por tubo de vidro com área seccional uniforme, uma escala graduada, um líquido de enchimento e suportados por uma estrutura de sustentação. O valor de pressão medida é obtida pela leitura da altura de coluna do líquido deslocado em função da intensidade da referida pressão aplicada. Os líquidos mais utilizados nas colunas são: água (normalmente com um corante) e mercúrio. Em função do peso específico do líquido de enchimento e também da fragilidade do tubo de vidro que limita seu tamanho, esse instrumento é utilizado somente para medição de baixas pressões.
Manômetro tipo Coluna em “U”: O tubo em “U” é um dos medidores de pressão mais simples entre os medidores para baixa pressão. É constituído por um tubo de material transparente (geralmente vidro) recurvado em forma de U e fixado sobre uma escala graduada.
P= h.y onde:
P= pressão medida
h= diferença de nível entre os dois braços do tubo U
y= peso especifico do liquido utilizado y= (m.g)/v
Calibração de Instrumentos de Pressão: os instrumentos de medição de pressão que utilizam elementos elásticos podem ser calibrados fazendo a comparação com elementos de medição direta de pressão, utilizando teste de peso morto ou manômetro-padrão.
Comparação com elemento de medição direta: o instrumento de medição com elemento elástico que se deseja calibrar é conectado ao instrumento de medição direta (manômetro de tubo em U). A seguir aplica-se a mesma pressão nos dois dispositivos e comparam-se os valores obtidos para realizar os ajustes necessários para operar corretamente.
Calibração utilizando teste de peso morto: utiliza o principio de pascal, onde se aplica uma força por meio de um peso em uma área conhecida cuja pressão resultante pode ser medida por um medidor de pressão.
Comparação com Manômetro-Padrão: é semelhante ao anterior, porém coloca-se um manômetro-padrão no lugar do peso e em seguir gira-se o pistão manual, criando pressão no óleo existente dentro do sistema de teste e depois se compara os valores lidos no instrumento padrão com o que esta sendo calibrado.