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¿Cómo medir la presión?
April 10, 2026
La medición de la presión es fundamental en diversas industrias y en la investigación científica. Es crucial en la supervisión y el control de los sectores aeroespacial, automotriz, sanitario, del monitoreo ambiental y de los procesos de fabricación. Entender los principios, los sensores y las tecnologías detrás de la medición de la presión es esencial para seleccionar el método adecuado para aplicaciones específicas. En este artículo, aprenderá:
Entender qué es la presión y por qué es importante medirla
Ver cómo medir la presión
Descubrir sobre los tipos de sensores de presión y las tecnologías utilizadas hoy en día
Aprender las diferencias entre manómetros, sensores, transductores y transmisores
¿Qué es la presión?
La presión se define como la fuerza por unidad de área ejercida por un fluido (líquido o gas) perpendicularmente a una superficie.
Se define por la fórmula P = F/A
Donde:
P = Presión
F = Fuerza resultante
A = Área de la superficie sometida a la fuerza
Tipos de mediciones de presión
Existen tres principales tipos de mediciones de presión:
Presión absoluta: La presión se mide en relación con un vacío perfecto (presión cero)
Presión manométrica: La presión se mide en relación con la presión atmosférica ambiente
Presión diferencial: Medida como la diferencia entre dos presiones
La presión puede ser positiva o negativa. La presión negativa se refiere a una condición en la que la presión en un determinado espacio es inferior a la presión del entorno circundante. Como casi todos los sensores de presión operan basándose en la medición de diferencias de presión, pueden medir tanto presión positiva como negativa.
Unidades de medición de presión
La presión se mide en varias unidades, dependiendo del contexto y del instrumento utilizado. Aquí están las más comunes:
Pascal (Pa): La unidad SI (Sistema Internacional de Unidades) de presión. Un Pascal se define como un newton por metro cuadrado (N/m²). Nota: Un kilopascal (kPa) equivale a 1.000 Pascales.
Newton por metro cuadrado (N/m²): 1 N/m² equivale a 1 Pascal.
Bar (bar): Una unidad métrica de presión, donde 1 bar equivale a 100.000 Pascales.
Atmósfera (atm): Basada en la presión atmosférica media a nivel del mar, 1 atmósfera es igual a 101.325 Pascales.
Torr (torr): 1 torr equivale a 133,322 Pascales.
Libra por pulgada cuadrada (psi): Comúnmente utilizada en los Estados Unidos, un psi es igual a la presión resultante de una fuerza de una libra-fuerza aplicada a un área de una pulgada cuadrada.
Milímetro de mercurio (mmHg): Comúnmente utilizado en medicina y meteorología, 1 mmHg equivale a 133,322 Pascales.
Pulgada de mercurio (inHg): Comúnmente utilizada en aviación y meteorología en los Estados Unidos, una pulgada de mercurio equivale a 3.386 Pascales.
Cada unidad puede utilizarse dependiendo de la aplicación y del sistema de medición preferido en un campo determinado.
Transductores vs. transmisores
El término “sensor de presión” puede referirse tanto a transductores como a transmisores. Los transductores son sensores que normalmente tienen una salida de tensión, mientras que los transmisores proporcionan salida a través de un bucle de corriente estándar de 4–20 mA. Los bucles de corriente de 2 hilos y 4 hilos se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales y de control de procesos en múltiples industrias.
Tipos de sensores y manómetros de presión
La tecnología de medición de presión es amplia debido a la gran variedad de tipos de sensores disponibles. En consecuencia, las técnicas de medición varían según el tipo de sensor utilizado. Los sensores y transductores tienen salidas eléctricas que pueden conectarse a sistemas de medición, mientras que los manómetros son normalmente dispositivos mecánicos con un indicador físico o visual como salida. Veamos los principales tipos de sensores y manómetros de presión y comparemos sus ventajas, desventajas y aplicaciones más adecuadas:
Sensores de presión piezorresistivos (extensómetros)
Sensores de presión capacitivos
Sensores de presión piezoeléctricos (carga)
Sensores de presión MEMS
Sensores de presión de hilo resonante
Sensores de presión ópticos
Sensores de presión por conductividad térmica
Manómetros de tubo de Bourdon
Manómetros de columna líquida (manómetro)
Manómetros de diafragma
Manómetros de ionización
Sensores de presión piezorresistivos con extensómetros
Los sensores de presión con extensómetros miden la deformación de un diafragma o de una estructura a la que están unidos los extensómetros. La deformación inducida por la presión cambia la resistencia eléctrica de los extensómetros, que luego se mide y se correlaciona con la presión utilizando un circuito de puente de Wheatstone.
Estos sensores se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales, sistemas automotrices y células de carga debido a su buena precisión, linealidad y amplio rango de presión. Sin embargo, requieren compensación de temperatura y pueden presentar deriva con el tiempo, a menos que los acondicionadores de señal correspondientes tengan circuitos de compensación, como los acondicionadores de señal de la serie Dewesoft STG.
Aplicaciones de sensores de presión con extensómetros:
Los extensómetros se utilizan en prácticamente todas las industrias, incluyendo la automotriz, aeroespacial, sanitaria, monitorización estructural, pruebas modales y mucho más. También se utilizan en células de carga.
Ventajas de los sensores de presión con extensómetros:
Buena precisión y linealidad
Amplio rango de presión
Desventajas de los sensores de presión con extensómetros:
Requieren compensación de temperatura
Posibilidad de deriva con el tiempo
Sensores de presión capacitivos
Estos sensores miden la presión detectando cambios en la capacitancia entre dos placas, siendo una fija y la otra un diafragma que se mueve bajo presión. Un circuito eléctrico mide y convierte este cambio de capacitancia en lecturas de presión.
Estos sensores son altamente sensibles y precisos, lo que los hace adecuados para aplicaciones como dispositivos médicos y equipos de laboratorio. Sin embargo, pueden ser sensibles a la temperatura y a la interferencia electromagnética y requieren una calibración cuidadosa para garantizar mediciones precisas.
Aplicaciones de sensores de presión capacitivos:
Los sensores de presión capacitivos se utilizan en aplicaciones que requieren alta sensibilidad y precisión, incluyendo dispositivos médicos y equipos de laboratorio. Se emplean en aplicaciones de control y monitorización, incluyendo altitud, flujo, velocidad del aire y nivel.
Ventajas de los sensores de presión capacitivos:
Alta sensibilidad y precisión
Capacidad de medir presiones muy bajas
Desventajas de los sensores de presión capacitivos:
Sensibles a la temperatura y a la interferencia electromagnética
Requieren calibración para mediciones precisas
Sensores de presión piezoeléctricos (carga)
Estos sensores utilizan el efecto piezoeléctrico, en el cual materiales como cuarzo, cerámicas, titanato de zirconio y plomo (PZT) y otros materiales cristalinos generan una carga eléctrica en respuesta a tensiones mecánicas, incluyendo la presión. Producen una carga eléctrica que puede ser medida y convertida en una señal eléctrica proporcional mediante electrodos. Un acondicionador de señal convierte la carga en un valor de presión utilizable.
Los sensores piezoeléctricos son ideales para mediciones de presión dinámicas y rápidas, como el análisis de motores de combustión interna, pruebas de colisión, dinámica vehicular y otros estudios. Sin embargo, debido a su naturaleza, no son adecuados para la mayoría de las mediciones de presión estática.
Aplicaciones de sensores de presión piezoeléctricos:
Estos sensores son ideales para mediciones de presión dinámicas (alta ancho de banda), como en el análisis de combustión en motores y estudios de ondas de choque.
Ventajas de los sensores de presión piezoeléctricos:
Alta ancho de banda (respuesta en frecuencia)
Operación robusta y autoalimentados
Adecuados para mediciones de presión dinámicas y transitorias
Desventajas de los sensores de presión piezoeléctricos:
No adecuados para mediciones de presión estática
Requieren un manejo cuidadoso para evitar la fatiga del material
Sensibilidad a la temperatura
Sensores de presión MEMS
Los sensores de presión MEMS (Sistemas Microelectromecánicos) integran elementos mecánicos, sensores y electrónica en un chip de silicio para medir la presión. Estos sensores generalmente presentan un diafragma micromaquinado que se deforma bajo presión, con elementos piezorresistivos o placas capacitivas que miden esa deformación. La electrónica integrada procesa entonces la señal.
Los sensores MEMS se utilizan ampliamente en electrónica de consumo, sistemas automotrices y dispositivos médicos debido a su pequeño tamaño, bajo consumo de energía, alta precisión y fiabilidad.
Aplicaciones de sensores de presión MEMS:
Ampliamente utilizados en electrónica de consumo, sistemas automotrices y dispositivos médicos.
Ventajas de los sensores de presión MEMS:
Pequeño tamaño y bajo consumo de energía
Ideales cuando la precisión del sensor de presión es importante
Bajo costo
Los sensores MEMS capacitivos son buenos para mediciones de presión estática
Los sensores MEMS piezorresistivos son adecuados para mediciones de presión dinámicas
Desventajas de los sensores de presión MEMS:
Limitados a rangos de presión más bajos
Sensibles a variaciones de temperatura
Sensores de presión de hilo resonante
Estos sensores miden cambios en la frecuencia de resonancia de un hilo (o diafragma) inducidos por la presión. La presión altera la tensión en el hilo, lo que, a su vez, modifica su frecuencia de resonancia.
Compuestos por un hilo o diafragma resonante y un excitador y sensor electromagnético, los sensores de hilo resonante son conocidos por su alta precisión y estabilidad, lo que los hace ideales para aplicaciones como altimetría y meteorología.
Aplicaciones de sensores de presión de hilo resonante:
Utilizados en aplicaciones que requieren alta precisión y estabilidad, como altimetría y meteorología.
Ventajas de los sensores de presión de hilo resonante:
Alta precisión y estabilidad
Baja histéresis
Desventajas de los sensores de presión de hilo resonante:
Complejos y costosos
Sensibles a cambios de temperatura
Sensores de presión ópticos
Los sensores de presión ópticos miden cambios en las propiedades ópticas de un material inducidos por la presión o la deflexión de un diafragma utilizando fibras ópticas e interferometría. La fibra óptica transmite luz y un interferómetro o fotodetector detecta cambios en las propiedades de la luz.
Estos sensores operan en entornos severos, como la exploración de petróleo y gas y aplicaciones biomédicas. Son inmunes a la interferencia electromagnética y pueden operar en entornos explosivos, pero su alto coste y la necesidad de equipos especializados para el procesamiento de señales son desventajas importantes.
Aplicaciones de sensores de presión ópticos:
Adecuados para entornos severos, como la exploración de petróleo y gas y aplicaciones biomédicas.
Ventajas de los sensores de presión ópticos:
Inmunes a la interferencia electromagnética
Adecuados para entornos severos y explosivos
Desventajas de los sensores de presión ópticos:
Coste relativamente elevado
Requieren equipos especializados para el procesamiento de señales
Sensores de presión por conductividad térmica
También conocidos como manómetros Pirani, los sensores de presión por conductividad térmica operan basándose en el principio de que la conductividad térmica de un gas varía con su presión. Un elemento calefactor resistivo (frecuentemente un filamento) calienta el gas dentro del sensor, y sensores de temperatura se colocan cerca del elemento calefactor para medir la temperatura del gas.
A presiones más bajas, hay menos moléculas de gas, por lo que disipan menos calor, lo que resulta en temperaturas más altas cerca del elemento calefactor. A presiones más altas, hay más moléculas de gas presentes para conducir el calor hacia fuera, lo que conduce a temperaturas más bajas cerca del elemento calefactor. La diferencia de temperatura medida por los sensores se utiliza para calcular la conductividad térmica del gas. Dado que la conductividad térmica es una función conocida de la presión para un gas determinado, el sensor puede entonces determinar la presión a partir de esta relación.
Aplicaciones de sensores de conductividad térmica: Utilizados en sistemas de vacío y entornos de baja presión, como la fabricación de semiconductores.
Ventajas de los sensores de conductividad térmica:
Simples y robustos
Adecuados para mediciones de baja presión
Desventajas de los sensores de conductividad térmica:
Limitados a ciertos rangos de presión
Afectados por el tipo de gas que se está midiendo
Manómetro de tubo de Bourdon
El manómetro de tubo de Bourdon es uno de los métodos más antiguos y comúnmente utilizados para medir la presión. Es un sensor mecánico que opera según el principio de deformación. Un tubo curvado tiende a enderezarse cuando se presuriza, y esta deformación es proporcional a la presión aplicada. El elemento sensor principal es un tubo en forma de C, generalmente hecho de metal, que está conectado a un mecanismo de enlace que traduce la deformación del tubo en un movimiento de aguja legible en un dial.
Aplicaciones del tubo de Bourdon:
Los tubos de Bourdon se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales para medir presiones medias a altas en sistemas hidráulicos y neumáticos.
Ventajas del tubo de Bourdon:
Diseño simple y robusto
Totalmente mecánico, no requiere fuente de alimentación
Rentable
Desventajas del tubo de Bourdon:
Precisión limitada en comparación con sensores electrónicos
Susceptible al desgaste mecánico con el tiempo
Manómetros de presión
Mientras que los manómetros de Bourdon miden la presión utilizando deformación mecánica, los manómetros utilizan el desplazamiento de fluidos. Equilibran una columna de fluido frente a la presión a medir, donde la altura de la columna es proporcional a la presión. Están disponibles en varias configuraciones mecánicas, incluyendo manómetros de tubo en U, manómetros inclinados y manómetros digitales.
Aplicaciones de manómetros:
Los manómetros se encuentran en aplicaciones especializadas como experimentos de laboratorio o mediciones de baja presión.
Ventajas de los manómetros:
Pueden medir presiones muy bajas con alta precisión
Construcción simple, y pueden utilizarse para mediciones de presión diferencial
No requieren fuente de alimentación
Coste relativamente bajo
Desventajas de los manómetros:
No pueden medir presiones tan altas como los tubos de Bourdon
Susceptibles al desgaste mecánico con el tiempo
Manómetros de presión de diafragma
Los sensores de presión de diafragma son una buena solución para mediciones de presión baja a media, especialmente cuando hay líquidos corrosivos, gases o líquidos de alta viscosidad. Sus puertos están mecánicamente aislados entre sí, por lo que pueden utilizarse tanto para gases como para líquidos. Utilizan un diafragma flexible que se deforma en respuesta a cambios de presión. La deformación se traduce en una lectura en un dial mediante un mecanismo mecánico, en una salida eléctrica mediante un transductor, o a veces ambos. Para aplicaciones de mayor ancho de banda, algunos sensores de presión de diafragma utilizan un sensor piezoeléctrico para realizar la medición.
Aplicaciones de manómetros de presión de diafragma:
Los manómetros de diafragma son adecuados para mediciones de presión baja a media, especialmente en entornos donde hay líquidos viscosos o gases o líquidos corrosivos, lo que hace que los tubos de Bourdon y otros sensores de presión sean poco prácticos.
Ventajas de los manómetros de presión de diafragma:
Alta sensibilidad y precisión
Capaces de medir presiones bajas
Desventajas de los manómetros de presión de diafragma:
Limitados a ciertos rangos de presión
Posibilidad de fatiga del material con el tiempo
Manómetros de presión de ionización
Estos sensores miden la presión basándose en la ionización de las moléculas de gas. Un campo eléctrico ioniza el gas, y los iones resultantes se recogen mediante electrodos para generar una corriente proporcional a la presión. La corriente de iones se convierte luego en una lectura de presión. Debido a su extrema sensibilidad, estos manómetros se utilizan principalmente en aplicaciones de ultra alto vacío, como la investigación científica y las cámaras de simulación espacial.
Aplicaciones de manómetros de ionización:
Estos sensores se utilizan principalmente en aplicaciones de ultra alto vacío en investigación científica y cámaras de simulación espacial.
Ventajas de los manómetros de ionización:
Extremadamente sensibles
Adecuados para mediciones de ultra alto vacío
Desventajas de los manómetros de ionización:
Complejos y costosos
Requieren alto vacío para operar con precisión
Aplicaciones clave de sensores de presión
Los transductores y sensores de presión son fundamentales en muchas industrias y aplicaciones debido a su capacidad para medir y monitorizar la presión con precisión. A continuación, se presentan algunas aplicaciones clave de sensores de presión:
Industria automotriz
Los sensores de presión automotrices se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluyendo:
Presión del colector de admisión, presión de combustible, presión de aceite
Sistemas de monitoreo de presión de neumáticos (TPMS)
Sistemas de frenos, niveles de presión hidráulica
Sistemas de transmisión y engranajes, presión hidráulica
Salud y dispositivos médicos
Los sensores de presión médicos se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluyendo:
Monitoreo de la presión arterial
Presión de aire en ventiladores y CPAP
Presión en bombas de infusión
Automatización industrial
La medición de presión industrial se realiza ampliamente en estas y otras aplicaciones:
Sistemas hidráulicos y neumáticos
Presión de gases y líquidos en tuberías, reactores y tanques de almacenamiento
Detección de fugas en tuberías
Aeroespacial y defensa
Altitud, presión barométrica, presión atmosférica
Presión en cabina
Monitoreo de presión de combustible
Electrónica de consumo
Presión barométrica y altitud en smartphones y dispositivos wearables, fitness y servicios de localización
Medición de presión de agua en electrodomésticos como lavadoras y lavavajillas
Monitorización ambiental
Estaciones meteorológicas: los sensores de presión barométrica miden la presión atmosférica en estaciones meteorológicas, ayudando en la predicción del clima y estudios climáticos.
Monitoreo de la calidad del agua: los sensores de presión monitorizan la presión en sistemas de agua para garantizar un suministro limpio y seguro.
Industria del petróleo y gas
Mediciones de presión basadas en seguridad en sistemas de perforación
Mediciones de presión en tuberías para detectar fugas y bloqueos
Industria de alimentos y bebidas
Mediciones de presión en el envasado para asegurar un sellado adecuado y prevenir la contaminación de alimentos
Control de retroalimentación de presión en diversos equipos de procesamiento de alimentos
Industria marina
Monitoreo de presión en tanques de lastre para una flotabilidad óptima del buque
Monitoreo de presión de aceite y combustible en motores de combustión
Sistemas HVAC
Monitoreo de presión de refrigerantes
Control y monitorización de presión de aire para calidad y confort
Conclusión
La medición de presión es fundamental para diversas aplicaciones industriales y científicas, lo que requiere una amplia gama de sensores y tecnologías para satisfacer distintos requisitos. Desempeña un papel crucial en la monitorización y control de procesos en campos como el aeroespacial, automotriz, salud, monitorización ambiental y manufactura.
Cada método, desde el robusto tubo de Bourdon hasta los altamente sensibles sensores digitales MEMS, ofrece ventajas y limitaciones únicas. La selección del método de medición de presión adecuado depende de factores como el rango de presión, el entorno, los requisitos de precisión y las limitaciones específicas de la aplicación. Los avances en la tecnología de sensores continúan mejorando las capacidades y aplicaciones de la medición de presión, allanando el camino hacia soluciones más precisas, fiables y versátiles en el futuro.