Para el funcionamiento correcto de los sistemas de automatización, es necesario proceder a realizar lecturas y convertirlas en instrucciones que puedan interpretarlas. Conocer qué es un transductor de presión y cómo funciona es precisamente esto; a partir de la presión de un gas o de un fluido, transforma la lectura en un impulso eléctrico para que un automatismo lo identifique y pueda realizar la función para la que fue creado. Veamos qué son exactamente y para qué sirven.
Qué es un transductor de presión
Un transductor de presión es un elemento capaz de enviar señales eléctricas de salida a largas distancias en función de las diferentes presiones que detecta. Son los encargados de monitorizar y controlar la presión de fluidos o gases en un sistema cerrado. Forman parte de numerosos automatismos, como por ejemplo, controlar la apertura y cierre de válvulas o del funcionamiento de bombas de presión.
¿Cómo funcionan?
Para que podamos entender qué es un transductor de presión y cómo funciona, tenemos que saber que para que pueda realizarse una medición de presión, es necesario contar con sensores capaces de medirla o, en algunos casos, de identificar una variación de la misma.
Todo esto se convierte en una señal eléctrica proporcional a la presión identificada. De esta manera, en función de la intensidad de corriente generada, es posible transmitir diferentes órdenes a los organismos de control a los que esté conectado el transductor de presión.
La transformación de la presión en una señal eléctrica se realiza a través de una deformación que se produce en los extensómetros, estando estos unidos a un diafragma. Al captar los sensores una presión determinada, se produce una deflexión del diafragma, capaz de introducir una deformación en los medidores. Esta deformación es la que produce un cambio en la resistencia eléctrica directamente proporcional a la presión identificada, generando una corriente eléctrica a la salida del transductor de presión.
Es posible encontrar diferentes tipos de transductores de presión en función del sensor que incorporan. Y cada uno tiene un funcionamiento diferente. Estos son los más comunes:
- Sensores resistivos: estos sensores se basan en la medición del cambio de resistencia provocado por la deformación, que es función de la presión. Para ello, se utiliza una membrana que se puede deformar de forma controlada según la presión. La membrana contiene conductores eléctricos que se deforman, al igual que las membranas que los sostienen, y producirán un aumento o disminución de la resistencia.
- Sensores piezorresistivos: el principio de medición de los sensores piezorresistivos es similar al de los sensores de resistencia. La diferencia es que se utilizan semiconductores en lugar de metales como conductores y la deformación en este caso, provocará cambios en la resistividad.
- Sensores piezoeléctricos: los sensores piezoeléctricos se basan en los efectos físicos que se producen en algunos cristales no conductores (como el cuarzo). Una vez comprimido el cuarzo, la superficie opuesta se polarizará. La deslocalización de la estructura cristalina cargada produce un momento dipolar que se refleja en la carga (aparente) en la superficie. La fuerza de la carga es proporcional a la fuerza utilizada por la presión, y la polaridad depende de la dirección. El voltaje generado por la carga superficial se puede capturar y amplificar.
- Sensores capacitivos: están basados en la medición de la capacitancia de un condensador, que cambia con la proximidad a la superficie activa. Para ello, se utiliza una película con dos placas metálicas que forman el condensador. La deformación de la membrana inducida por la presión acorta la distancia existente entre las dos placas, aumentando así la capacidad y manteniendo similar la constante dieléctrica y la superficie.
Cómo elegir el transductor de presión correcto
Existen multitud de transductores de presión en el mercado dependiendo de su material y de cómo sea su resistencia. Así mismo, incorporan varios tipos de sensores y diferentes intensidades en las que envían sus diferentes señales eléctricas. Pero, los factores a tener en cuenta para elegir el tipo correcto son:
- Presión: es necesario conocer el rango de presiones en funcionamiento. Además de ello, tanto el diafragma, como los accesorios y las soldaduras, deben compatibilizarse con los medios en donde vayan a estar instaladas.
- Temperatura del medio ambiente y del proceso: para evitar variaciones en las lecturas que pueda tener el transductor, es necesario tener en cuenta estos datos, ya que es posible que necesiten de ciertas compensaciones.
- El entorno donde operan: factores como la temperatura, la humedad y el polvo, también deben ser tenidos en cuenta a la hora de elegir el tipo adecuado.
Aplicaciones más conocidas del transductor de presión
Ahora que sabemos qué es un transductor de presión y cómo funciona sería interesante conocer algunas de las aplicaciones más utilizadas para poder tener una idea de la importancia de este elemento y de las funcionalidades reales que tiene.
Conducciones de agua potable
Los transductores de presión son muy utilizados para controlar la presión de los diferentes tramos de tuberías de las que consta una red de abastecimiento de agua potable. La presión tiene que estar controlada en todos sus tramos, teniendo que tener unos valores mínimos necesarios en cada punto de consumo que garanticen un suministro adecuado. Al mismo tiempo, es necesario controlar la presión máxima que puede ocasionarse, debido a que toda tubería puede estropearse si está sometida a presiones superiores para las que fue calculada.
Por otro lado, las descargas eléctricas efectuadas por un transductor de presión sirven para controlar elementos auxiliares de una conducción como bombas, diferentes válvulas compuertas, etc.
Lecturas de presión arterial
Un claro ejemplo de transductores de presión son los tensiómetros utilizados para medir la presión arterial. En estos casos, el inflado de los manguitos de estas máquinas funcionan como sensores, que en función de la presión medida, son llevados al dial de monitorización mediante señales eléctricas. De esta manera, pueden ser visualizados en el dial de control del aparato.
Diferentes aplicaciones con protocolo HART
El protocolo HART o Highway Addressable Remote Transducer es muy utilizado para supervisar datos de forma remota en instrumentos de campo. A través de los diferentes sistemas de control, son capaces de realizar diversas lecturas muy útiles en muchos proyectos de ingeniería, a la hora de saber las condiciones de presión de determinados gases y de todo tipo de fluidos.
Saber qué es un transductor de presión y cómo funciona es esencial a la hora de elegir el modelo idóneo. Gracias a estos aparatos podremos dar instrucciones a diferentes automatismos esenciales para poder controlar el transporte de todo tipo de fluidos y gases. Y al mismo tiempo, podremos realizar lecturas en los sistemas de control.