A medição de pressão desempenha um papel vital na indústria moderna, na pesquisa científica e em aplicações cotidianas. Na produção industrial, a pressão — assim como a temperatura, a vazão ou o nível — é uma variável de processo essencial que deve ser monitorada e controlada. Sua precisão de medição afeta diretamente a eficiência energética, a segurança da produção e o desempenho econômico geral.
Por exemplo, sistemas geradores de turbinas a vapor requerem vapor de alta temperatura e alta pressão. Durante a operação, diversos instrumentos de pressão garantem a estabilidade e a eficiência do sistema. Na indústria química, o controle preciso da pressão determina os resultados das reações. Por exemplo, na síntese de amônia, manter a pressão correta garante que a reação química ocorra com rendimento ideal. Baixa pressão resulta em baixa eficiência de conversão, enquanto pressão excessiva aumenta os riscos à segurança.Na pesquisa científica e na tecnologia moderna, a pressão influencia a transformação estrutural ou de fase dos materiais. Certos metais só podem ser refinados em condições de pressão ultrabaixa para atingir alta pureza. A produção de diamantes artificiais, por outro lado, requer pressões ultra-altas, atingindo a faixa de gigapascal (GPa). Mesmo em tecnologias emergentes, como revestimentos de película fina, o controle do vácuo e da pressão é fundamental.
Sob alta pressão, as propriedades físicas de fluidos, metais e outros materiais — como compressibilidade, viscosidade, condutividade elétrica e estrutura cristalina — apresentam comportamentos diferentes daqueles observados em condições atmosféricas padrão. Portanto, os avanços na tecnologia de medição de pressão são cruciais para a compreensão e o gerenciamento dessas mudanças.
Nas indústrias de defesa e aeroespacial, o monitoramento de pressão é igualmente crítico. As aplicações incluem testes em túnel de vento, mapeamento de pressão de superfície de aeronaves, controle de sistemas de combustível e lubrificação, sistemas hidráulicos e pneumáticos, controle de propulsão a jato e medição de altitude. Em todos esses casos, a instrumentação precisa de pressão é indispensável.
Exigências de transmissores de pressão
Com o rápido progresso da produção industrial e da pesquisa científica, a demanda por medição de pressão aumentou drasticamente. As indústrias modernas exigem instrumentos capazes de medir pressões ultra-altas e micropressões com extrema precisão.
A medição de pressão abrange uma ampla variedade de aplicações: gases e líquidos, pressão estática e dinâmica, meios limpos e viscosos, e até mesmo fluidos tóxicos ou lubrificados. Os engenheiros também devem garantir a transmissão precisa dos valores de pressão dos padrões de referência para os instrumentos de trabalho, ao mesmo tempo em que desenvolvem novos métodos e equipamentos para atender aos requisitos emergentes.
Em física, pressão refere-se à força que atua por unidade de área sobre uma superfície. Matematicamente, essa relação é expressa como:
Quando a força aplicada não é distribuída uniformemente, a pressão pode ser definida como:
Na prática de engenharia, a pressão é frequentemente expressa de diversas maneiras diferentes, dependendo das condições de referência e dos métodos de medição.
A pressão atmosférica ( p ₀ ) é a força exercida pelo peso do ar acima da superfície da Terra. Ela varia com a altitude, latitude, temperatura e condições climáticas.
A pressão absoluta ( p ₐ ) representa a pressão total exercida por um fluido, gás ou vapor em um ponto específico, incluindo a pressão atmosférica.
A pressão manométrica ( p ) é a pressão medida em relação à pressão atmosférica, ou seja:
Quando a pressão absoluta é menor que a pressão atmosférica, a diferença é chamada de pressão de vácuo ( p ₕ ), expressa como:
O grau de vácuo indica o quanto a pressão absoluta é menor em comparação à pressão atmosférica. Na maioria das aplicações industriais, os instrumentos são projetados para medir diretamente a pressão manométrica ou a pressão de vácuo.
As relações entre diferentes tipos de pressão são ilustradas conceitualmente na Figura 1-1.
Figura 1-1 : Relações entre pressão absoluta, pressão atmosférica, pressão manométrica e pressão de vácuo.
A partir da definição de pressão, fica claro que a pressão é uma grandeza derivada expressa como força por unidade de área .
De acordo com os padrões internacionais (SI), a unidade básica de pressão é o Pascal (Pa) , definido como:
Apesar da adoção universal do Pascal, diversas unidades tradicionais e específicas da indústria continuam em uso em diversos setores. As mais comuns incluem:
Definida como a pressão produzida por uma força de 1 quilograma atuando em 1 cm² , denotada como kgf/cm².
Representa a pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 760 mmHg a 0 °C e gravidade padrão (9,80665 m/s²). É comumente abreviada como atm .
A pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 1 mm sob condições padrão.
A pressão produzida por uma coluna de água de 1 mm a 4°C.
Unidades de pressão adicionais incluem bar , metro de coluna de água (mH ₂ O) e libra por polegada quadrada (psi ou lbf/in²) .
Para facilitar a conversão, a Tabela 1-1 fornece coeficientes de conversão entre diferentes unidades de pressão.
A medição de pressão constitui a espinha dorsal da automação industrial, da experimentação científica e da engenharia moderna. Compreender os diversos tipos de pressão , unidades e princípios de conversão garante precisão, segurança e eficiência em todas as disciplinas técnicas. À medida que novas tecnologias exigem maior precisão e faixas de medição mais amplas, os avanços nos instrumentos de medição de pressão continuarão a impulsionar o progresso tanto na indústria quanto na pesquisa.
Tabela 1-1 Fatores de conversão de unidades de pressão
| Unit Name | Symbol | Pa | bar | mmH₂O | mmHg | atm | kgf/cm² | lbf/in² (psi) | torr |
| Pascal | Pa | 1 | 1.0×10⁻⁵ | 1.01972×10⁻⁴ | 7.50062×10⁻³ | 9.86923×10⁻⁶ | 1.01972×10⁻⁵ | 1.4504×10⁻⁴ | 7.50062×10⁻³ |
| bar | bar | 1.0×10⁵ | 1 | 1.01972×10³ | 7.50062×10² | 9.86923×10⁻¹ | 1.01972×10 | 14.504 | 750.062 |
| mmH₂O | mmH₂O | 9.80665 | 9.80665×10⁻⁴ | 1 | 7.355×10⁻² | 9.678×10⁻⁵ | 1.0197×10⁻³ | 1.4223×10⁻² | 7.355×10⁻² |
| mmHg | mmHg | 1.33322×10² | 1.33322×10⁻³ | 13.5951 | 1 | 1.316×10⁻³ | 1.3595×10⁻² | 1.959×10⁻¹ | 1 |
| Standard atmosphere | atm | 1.01325×10⁵ | 1.01325 | 1.0332×10³ | 7.6×10² | 1 | 1.0332×10 | 14.696 | 760 |
| Technical atmosphere | kgf/cm² | 9.80665×10⁴ | 9.80665 | 9.678×10² | 7.355×10¹ | 9.677×10⁻² | 1 | 14.223 | 735.6 |
| Pound-force per square inch | lbf/in² | 6.89476×10³ | 6.89476×10⁻¹ | 7.0306×10¹ | 5.1713 | 6.8046×10⁻² | 7.0306×10⁻² | 1 | 51.715 |
| torr | torr | 133.322 | 1.33322×10⁻³ | 13.5951 | 1 | 1.316×10⁻³ | 1.3595×10⁻² | 1.93386×10⁻² | 1 |
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