Medida exacta de presión

2009/03/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingeniaritza

(Foto: I. Kortabitarte)

El concepto de patrón primario de presión, aunque parezca complejo, significa un patrón con excelentes características para realizar cualquier medida de presión, cuyos valores son de referencia. El patrón primario desarrollado en el centro tecnológico eibarrés Tekniker-IK4 mide la diferencia entre dos presiones cualesquiera que sean, y tiene tres funciones principales, según la referencia tomada. Por un lado, puede funcionar como un barómetro y medir la presión atmosférica, por otro, puede medir la presión absoluta tomando como referencia el vacío y, por último, puede actuar como un manómetro cuando se mide la diferencia entre dos presiones.

La presión es la fuerza que produce un fluido cuando depende de la gravedad. Para medir esta fuerza, el dispositivo de Tekniker-IK4 tiene en cuenta la diferencia de altura entre dos tuberías de mercurio.

"Estos dos tubos están llenos de mercurio y comunicados por su parte inferior. Si ambos tubos tienen la misma presión, el líquido se encuentra a la misma altura. Sin embargo, una diferencia de presión sobre esta superficie genera una diferencia de altura. En esta superficie hemos colocado un flotador con un espejo. Este espejo es atacado por un rayo láser que recibe el movimiento ascendente o descendente de la superficie. De las mediciones de este movimiento, teniendo en cuenta la densidad del mercurio y los parámetros geométricos, calculamos la presión", explica el ingeniero Josu Egia de Tekniker-IK4.

Además de estos dos tubos cargados de mercurio, el patrón primario de presión tiene otros tubos y mecanismos para introducir o extraer presión, generar vacío o conectarse a la atmósfera, etc. Por ejemplo, en las cajas situadas junto a estos dos tubos hay un sistema de compensación de la longitud de onda del láser. Además, cuenta con un soporte especial de granito que aísla el patrón primario de presión de las vibraciones externas, dando estabilidad a las medidas.

Gran precisión

Además de ser tóxico, es muy pesado, tiene alta densidad y produce vapores fácilmente.

Tekniker-IK4

Al tratarse de un medidor de alta precisión, el habitáculo o entorno en el que se ubicará este patrón primario deberá cumplir una serie de características para realizar mediciones precisas. "Por un lado, el ambiente debe estar controlado en cuanto a temperatura. Es decir, la sala debe estar a 20 grados, una centésima parte del grado como máximo. Por otra parte, el suelo sobre el que se ubicará el patrón deberá estar aislado de la estructura del edificio", afirma Egia.

Todo ello garantiza la precisión del dispositivo y la precisión de la medida. Este patrón primario de presión se diferencia de todos los demás.

"Menor incertidumbre respecto a otros dispositivos del mundo debido a su mayor precisión y al mejor control de todos los parámetros. El valor que da este dispositivo es un valor real", dice. "Esto se consigue mediante el control de todos los parámetros que intervienen en la medida, es decir, la temperatura, la densidad del mercurio y la medida de la altura. En cada una de las tres, hay que ser muy seguro y preciso", añade.

Sus conocimientos en ingeniería de precisión han sido las principales aportaciones de Tekniker a este proyecto. En el Centro Español de Metrología son expertos en mediciones. El patrón de presiones desarrollado conjuntamente supone un gran avance para el Centro de Metrología de Madrid.

El ingeniero Josu Egia trabaja en el departamento de Mecatrónica e Ingeniería de Precisión de Tekniker-IK4.

Tekniker-IK4

"En definitiva, proporciona al laboratorio una cierta independencia. Antes los medidores de presión se transportaban al exterior para su comparación y calibración, a Estados Unidos, Japón o Inglaterra. Ahora no lo necesita y eso le da independencia. Además, gracias a la mejora de la medición de los sistemas mediante la aplicación de técnicas de ingeniería sobre la incertidumbre utilizada en Tekniker-IK4, también se han mejorado sus equipos debido a la existencia de mejores medidores al inicio de la cadena", afirma Egia.

Han pasado diez años desde que surgiera la idea de desarrollar el patrón de presión hasta que el Centro de Metrología recibe el visto bueno, y en la actualidad ya está en marcha en Madrid el medidor de presión más preciso del mundo.