Medición de Presión, Velocidad, Caudal y Volumen

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA 
METROLOGÍA 
MEDICIÓN DE PRESIÓN, VELOCIDAD, CAUDAL Y VOLUMEN 
RAÚL ANDRÉS GUILLÉN RANGEL 
20030941 
29 DE ENERO DE 2021 
 
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ÍNDICE 
Contents 
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 3 
OBJETIVO ........................................................................................................................................ 3 
PRESIÓN ....................................................................................................................................... 3 
VELOCIDAD ................................................................................................................................. 6 
CAUDAL ........................................................................................................................................ 7 
VOLUMEN .................................................................................................................................... 7 
CONCLUSIÓN ................................................................................................................................. 8 
VALOR AGREGADO .................................................................................................................... 10 
REFERENCIAS ................................................................................................................................ 10 
 
 
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INTRODUCCIÓN 
Las medidas de presión, velocidad, caudal y volumen son muy importantes, debido a 
que, aunque no sean demasiado utilizadas en actividades de la vida cotidiana tienen 
un gran valor adentrándonos más en la metrología. Por esto mismo, es que debemos 
estudiarlas a fondo. 
 
OBJETIVO 
El objetivo de éste trabajo es lograr entender más a fondo lo que son éstas medidas 
de distintas cualidades y con cuáles elementos se pueden medir. 
 
MEDICIÓN DE PRESIÓN, VELOCIDAD, CAUDAL Y VOLUMEN 
Primero que nada, se tratará de definir qué es una unidad de medida, antes de poder 
hablar más específicamente de las distintas magnitudes. 
Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud 
física, definida y adoptada por convención o por ley.1 Cualquier valor de una cantidad 
física puede expresarse como un múltiplo de la unidad de medida. 
Una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de 
otras unidades definidas previamente. Las primeras unidades se conocen como 
unidades básicas o de base (fundamentales), mientras que las segundas se llaman 
unidades derivadas (Rowlett, 2014). 
 
PRESIÓN 
La presión (p) es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección 
perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una 
determinada fuerza resultante sobre una línea. 
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En 1594, Galileo Galilei obtiene la patente para una máquina para bombear agua para 
hacer irrigación, cuya parte principal era una jeringa. Galileo encontró que 10m sería 
el límite al cual el agua subiría, aunque no sabía cuál era la explicación para ése suceso. 
No sería hasta 1644 cuando Torricelli llenó un tubo de 1m con mercurio y veía que 
siempre se quedaba un espacio vacío arriba del mismo. Él lo atribuyó a una fuerza de 
la tierra, sin saber cuál era su origen. 
Blas Pascal escuchó sobre los experimentos de Torricelli y tras analizarlo junto a lo que 
experimentó Galileo llegó en 1648 a la conclusión de lo que mantenía el mercurio hasta 
cierto nivel era el aire, por lo que al extrapolarlo con una montaña hizo que lograra 
calcular el peso del aire, descubriendo de ésta manera la presión y su fórmula. 
En 1661 Robert Boyle estudió la relación entre presión y volumen de un gas y llegó a la 
´poder calcular la presión únicamente con el volumen y una constante (Keller, s.f.). 
La presión absoluta es la que se mide en comparación con el vacío absoluto, por lo 
cual siempre es una cantidad positiva. Esto tiene sentido, ya que en el vacío no hay 
materia alguna que ejerza fuerza, y en consecuencia no hay presión. 
La presión atmosférica se define como la fuerza por unidad de área que ejerce la 
atmósfera terrestre, utilizándose el pascal como unidad de medida de la presión en el 
Sistema Internacional de medidas SI, tanto para la presión atmosférica como cualquier 
otra. 
En cambio, la presión relativa se mide siempre respecto a otra que se toma como 
referencia, siendo la más usual la que ejerce la masa gaseosa que envuelve a la Tierra: 
nuestra atmósfera, ya que siempre estamos sujetos a ella (lifeder, s.f.). 
La presión diferencial se define como la diferencia de las medidas de la presión entre 
dos puntos en un sistema. Esta medida es importante en aplicaciones que tienen la 
funcionalidad de la presión, tales como la instrumentación meteorológica, los aviones 
y los automóviles. 
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La presión diferencial por lo general mide el cambio en la presión de los gases o 
líquidos. Es la fuerza por unidad de área. También se puede considerar como la fuerza 
requerida para evitar que un fluido se expanda (Bollinger, 2018). 
Existen varios instrumentos para medir la presión y, aunque la mayoría se utiliza para 
medir la presión relativa, hay algunos diseñados para medir la presión absoluta. 
 Manómetro diferencias: También se le conoce con el nombre de manómetro de dos 
ramas abiertas. Éste es un aparato que sirve para medir la diferencia de presión entre 
dos lugares. El fluido que utiliza el manómetro diferencial para indicar los valores 
puede ser cualquier líquido: agua, queroseno, alcohol, entre otros. La condición 
esencial es que no se mezcle con el fluido que está a presión. 
 Manómetro truncado: Es un tipo de manómetro que se utiliza para medir 
pequeñas presiones gaseosas. Mide presiones absolutas y tiene las ramas más 
cortas que el diferencial. 
 Vacuómetro: Es un dispositivo que se utiliza para medir el vacío; es decir, para 
medir presiones inferiores a la presión atmosférica. Resulta ser una 
herramienta muy útil en plantas de frío o donde se trabajan gases licuados, 
debido a que los puntos críticos de los gases y del vapor se calculan con base 
en temperaturas y presiones absolutas. 
 Sensores de presión: Los sensores de presión son dispositivos diseñados para 
someter a los materiales a una presión que los deforma en su rango elástico. 
Tal deformación es proporcional a la presión usada y se considera lineal. De 
esta manera, los sensores de presión transforman la presión en 
desplazamiento. Luego, el sensor convierte el movimiento en una señal 
eléctrica como voltaje o corriente. 
 Tubo U: Consiste en un tubo de vidrio doblado en forma de U, que se llena 
parcialmente con un líquido de densidad conocida. Uno de los extremos del 
tubo se conecta al objeto o al espacio en el que se quiere medir la presión, 
mientras que el otro extremo se deja libre. La presión ejercida en el extremo 
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donde hay alta presión provocará el movimiento del líquido dentro del tubo 
(Yanez, s.f.). 
 
VELOCIDAD 
La velocidad (v) es la magnitud física de carácter vectorial que relaciona el cambio de 
posición (o con el tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el 
metro por segundo (m/s). 
Aristóteles estudió los fenómenos físicos sin llegar a conceptualizar una noción de 
velocidad. En efecto, sus explicaciones sólo describían los fenómenos inherentes al 
movimiento sin usar las matemáticas como herramienta. 
Fue Galileo Galilei quien, estudiando el movimiento de los cuerpos en un plano 
inclinado, formuló el concepto de velocidad. Para ello, fijó un patrón de unidad de 
tiempo, como por ejemplo 1 segundo, y midió la distancia recorrida por un cuerpo en 
cada unidad de tiempo. De esta manera, Galileo desarrolló el concepto de la velocidad 
como la distanciarecorrida por unidad de tiempo. A pesar del gran avance que 
representó la introducción de esta nueva noción, sus alcances se limitaban a los 
alcances mismos de las matemáticas. 
Fue recién en el siglo XVI, con el desarrollo del cálculo por parte de Isaac Newton y 
Gottfried Leibniz, cuando se pudo solucionar la cuestión de obtener la velocidad 
instantánea de un cuerpo. Esta está determinada por la derivada del vector de 
posición del objeto respecto del tiempo (Sandoval, 2015). 
Existen varios tipos de velocidad, uno de ellos es la velocidad angular. Esta se define 
como una medida de velocidad de rotación, es decir, el ángulo girado por una unidad 
de tiempo. En la fórmula física se le designa la letra w. 
En el lenguaje de Sistema Internacional la velocidad angular se encuentra 
representada con el radián por segundo, la misma se expresa de la siguiente forma 
(rad/s). 
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En un lenguaje más simple se entiende que la velocidad angular es el arco recorrido 
expresado en radianes por unidad de tiempo (Tiposde, s.f.). 
La velocidad lineal, también llamada velocidad tangencial es la velocidad en línea recta 
de un punto a otro, o lo que es lo mismo, el cambio en la posición de un objeto con el 
tiempo en una ruta rectilínea (AreaCiencias, 2010). 
Dado que medir la velocidad es un elemento fundamental en la sociedad, es 
importante que conozcas cuáles son los instrumentos que te servirán para realizar las 
mejores mediciones, las más exactas y sin muchas complicaciones. 
 Velocímetro: Se considera que tiene un funcionamiento bastante sencillo y 
tiene una tolerancia de error del 10% tomando en cuenta si es analógico o 
digital. 
 Anemómetro: A pesar de que no es muy conocido para muchos, con él se tiene 
la posibilidad de medir la velocidad del viento. Se ha utilizado a través del 
tiempo para predecir las condiciones climáticas de una zona determinada. 
 Tacómetro: Se considera un dispositivo que mide la velocidad de giros de un 
eje, la velocidad está determinada por Revoluciones Por Minuto 
(InstrumentosdeMedicion.org, s.f.). 
 
CAUDAL 
En dinámica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que circula a través de una 
sección del ducto por unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo 
volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos 
frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada 
en la unidad de tiempo. Por su definición se calcula como el cociente entre el volumen 
y el tiempo y por lo tanto se mide en unidades de volumen sobre unidades de tiempo, 
como por ejemplo en metros cúbicos/segundo, litros/segundo, et cætera (Física 
Práctica, 2007). 
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Existen diferentes tipos de anemómetros para medir la velocidad y el caudal del aire, 
que pueden utilizarse en ámbitos muy diversos. Por ejemplo, en el ámbito industrial 
existen algunas zonas en las que la medición de velocidad y caudal desempeña un 
papel fundamental. Entre ellas se encuentran las mediciones en conductos de 
admisión e impulsión y las mediciones en filtros. En función de las circunstancias 
concretas, se utilizará para ello un anemómetro de molinete o un balómetro. Por eso 
es tan importante que conozca los distintos instrumentos para la medición de 
velocidad y caudal y que pueda decidir correctamente cuál es el más adecuado para 
sus necesidades. 
 Anemómetro de molinete: Para las mediciones de flujo en salidas de aire y el 
canal de ventilación, así como la comprobación de la entrada y salida de aire en 
válvulas de disco, rejillas de ventilación y difusores de salida de aire. 
 Anemómetro térmico: Para las mediciones de flujo en el canal de ventilación, 
así como la comprobación de la salida de aire en válvulas de disco, rejillas de 
ventilación y campanas de laboratorio. 
 Caudal volumétrico: Para salidas de aire grandes en techos; medición de caudal 
volumétrico, temperatura y humedad relativa (testo, s.f.). 
 
VOLUMEN 
El volumen1 es una magnitud métrica de tipo escalar definida como la extensión en 
tres dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivada de la longitud, 
ya que en un ortoedro se halla multiplicando tres longitudes: el largo, el ancho y la 
altura. Matemáticamente el volumen es definible no solo en cualquier espacio 
euclídeo, sino también en otro tipo de espacios métricos que incluyen por ejemplo a 
las variedades de Riemann. La unidad de medida de volumen en el Sistema 
Internacional de Unidades es el metro cúbico. En el sistema métrico decimal, una 
unidad de volumen para sólidos era el estéreo, igual al metro cúbico, pero actualmente 
poco usada. En ese mismo sistema, para medir la capacidad de líquidos, se creó el litro, 
que es aceptado por el SI (Mosquera, 2012). 
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A continuación, se describen cada instrumento de medición, para que el usuario 
conozca a profundidad las características de cada uno de ellos y valore su empleo en 
cualquiera de sus proyectos, teniendo en cuenta inclusive como utilizarlos para la 
medición de diferentes materiales a utilizar. 
 Probeta: El primer instrumento de medición que se presenta es la probeta, 
típico de los laboratorios de las ciencias de la salud y del desarrollo científico. 
 Matraz: Instrumento de medición siempre presente en los laboratorios donde 
existen reactivos y químicos que pueden llegar a ser nocivos para la salud 
humana. 
 Pipeta: Parecido a una pajita usada para tomar jugos o gaseosa, la pipeta sirve 
para medir o simplemente pasar de un recipiente a otras soluciones en 
cantidades específicas. 
 Bureta: Este instrumento es quizás el que mejor exactitud ofrece al operador, 
pues propicia la adición de volúmenes de líquidos a otras soluciones mediante 
un controlado proceso de goteo regulado por una válvula. 
 
CONCLUSIÓN 
Distintas unidades de medida requieren distintos instrumentos, algo que aquí queda 
muy claro; pero el cómo entre las distintas unidades de medida hay alguna conexión 
que evita que sean tan diferentes entre ellas hace que éste tema sea algo muy 
interesante. También es muy gratificante el saber que, aún y cuando la mayoría de la 
gente no conoce la mayoría de éstos instrumentos de medición, todos ellos son 
utilizados para poder realizar mediciones de una manera que los errores o 
incertidumbres presentes en las mismas sean mínimos, evitando así potenciales 
desastres. 
 
 
 
 
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VALOR AGREGADO 
Personalmente, no conocía casi ninguno de los instrumentos de medición aquí 
expuestos, menos saber cómo es que funcionan; pero el poder haber investigado 
sobre los mismos me abre una nueva perspectiva sobre el cómo el mundo que nos 
rodea ya lo hemos cuantificado, llegando a medir cosas tan grandes como estrellas o 
tan minúsculas como el peso de las partículas subatómicas, no siempre con la mayor 
precisión, claro, pero aún así es increíble el tipo de avance que hemos hecho a lo largo 
de nuestro paso por el planeta. 
 
REFERENCIAS 
AreaCiencias. (2010). Velocidad Lineal Aprende Todo Facil. Obtenido de 
AreaCiencias: https://www.areaciencias.com/fisica/velocidad-lineal/ 
Bollinger, M. (2018). ¿Cuál es la definición de presión diferencial? Obtenido de 
Geniolandia: https://www.geniolandia.com/13098896/cual-es-la-definicion-
de-presion-diferencial 
Física Práctica. (2007). Caudal. Obtenido de Física Práctica: 
https://www.fisicapractica.com/caudal.php 
InstrumentosdeMedicion.org. (s.f.). Instrumentos para medir Velocidad. Obtenido de 
Instrumentos de Medición: https://instrumentosdemedicion.org/velocidad/ 
Keller, H. (s.f.). History of Pressure and Pressure Measurement. Obtenido de 
CATSENSORS: 
https://www.catsensors.com/es/catsensors/catnews/historia-de-la-presion 
lifeder. (s.f.). Presión absoluta: fórmula, cómo se calcula, ejemplos, ejercicios. 
Obtenido de lifeder.com: https://www.lifeder.com/presion-
absoluta/#:~:text=La%20presi%C3%B3n%20absoluta%20es%20la%20que%
20se%20mide,ejerza%20fuerza%2C%20y%20en%20consecuencia%20no%20hay%20presi%C3%B3n. 
Mosquera, C. (2012). MAGNITUDES ESCALARES Y VECTORIALES. Obtenido de 
Universidad de Argentina: 
http://materias.fi.uba.ar/6201/MosqVectoresacr.pdf 
Rowlett, R. (2014). How Many? A Dictionary of Units of Measurement. Chapel Hill: 
Universidad de Carolina del Norte. 
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Sandoval, C. (2015). Velocidad. Obtenido de csandoval5: 
https://csandoval5.wixsite.com/historia-del-deporte/velocidad 
testo. (s.f.). Anemómetos para uso en múltiples aplicaciones. Obtenido de testo: 
https://www.testo.com/es-ES/productos/medidor-velocidad 
Tiposde. (s.f.). Velocidad Angular. Obtenido de Tiposde.com: 
https://www.tiposde.com/velocidad_angular.html 
Yanez, D. (s.f.). Los 10 Instrumentos Para Medir la Presión Más Relevantes. Obtenido 
de lifeder.com: https://www.lifeder.com/instrumentos-medir-
presion/#:~:text=%20Instrumentos%20principales%20para%20medir%20la
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