O documento discute os conceitos e métodos de medição de pressão, incluindo definições de pressão atmosférica, pressão manométrica, teorema de Bernoulli, pressão estática, dinâmica e total. Também descreve elementos mecânicos como manômetros e sensores para medir pressão como diafragmas, foles, tubos Bourdon e piezoelétricos.

1. MEDIÇÃO DE PRESSÃO CEPEP – Escola Técnica
Professor Anderson Pontes

2. INTRODUÇÃO
A medição de pressão é o mais importante padrão de medida,
uma vez que as medidas de vazão, nível e outras podem ser feitas
utilizando-se os mesmos princípios.
Para entender os métodos de medição de pressão, temos que ter
alguns conceitos muito bem enraizados.

3. DEFINIÇÃO
Pressão pode ser definida como ação de uma força sobre uma
determinada área.
No SI, a unidade de pressão utilizada é o Pascal (Pa).

4. PRESSÃO ATMOSFÉRICA
É a pressão exercida pela camada de ar sobre a superfície
terrestre, que é medida em um barômetro. Ao nível do mar esta
pressão é aproximadamente de 760 mmHg.
Quanto mais alto o local, menor a pressão atmosférica.

5. Pressão atmosférica

6. PRESSÃO MANOMÉTRICA OU RELATIVA
É a pressão medida em relação à pressão atmosférica, tomada
como unidade de referência.
Ela pode ser chamada de pressão relativa positiva ou pressão
relativa negativa. A figura apresenta um exemplo de medição de
pressão relativa positiva.

7. Pressão manométrica

8. TEOREMA DE BERNOULLI
Relaciona as energias potenciais e cinéticas de um fluido ideal, ou seja, sem
viscosidade e incompressível.
Através deste teorema, pode-se concluir que, para um fluido perfeito, toda forma de
energia pode ser transformada em outra, permanecendo constante sua somatória
ao longo de uma linha de corrente.

9. EQUAÇÃO DE BERNOULLI

10. Equação de Bernoulli

11. PRESSÃO ESTÁTICA
É a pressão exercida em um ponto, em fluidos estáticos, e
transmitida integralmente em todas as direções, de modo a
produzir a mesma força em áreas iguais

12. Pressão estática

13. PRESSÃO DINÂMICA
É a pressão exercida por um fluido em movimento paralelo à sua
corrente. A pressão dinâmica é representada pela seguinte
equação:

14. PRESSÃO TOTAL
É a pressão resultante da somatória das pressões estáticas e
dinâmicas exercidas por um fluido que se encontra em movimento

15. PRESSÃO ABSOLUTA
É a pressão positiva a partir do vácuo perfeito, ou seja, a soma
da pressão atmosférica do local e a pressão manométrica.
Geralmente, coloca-se a letra A após a unidade. Quando a
pressão é representada abaixo da pressão atmosférica por
pressão absoluta, esta é denominada grau de vácuo ou pressão
barométrica.

16. COMPARATIVO DE PRESSÕES

17. PRESSÃO DIFERENCIAL
É a diferença de pressão medida em dois pontos de um duto ou
equipamento, também chamado de ∆P

18. TEOREMA DE STEVIN
“A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido em
repouso é igual ao produto do peso específico do fluido pela
diferença de cota entre os dois pontos”
P2 – P1 = ∆P = (h2 – h1) . γ

19. Aplicação do Teorema de Stevin

20. PRINCÍPIO DE PASCAL
A pressão exercida em qualquer ponto de um líquido em
forma estática, transmite-se integralmente em todas as
direções e produz a mesma força em áreas iguais.

21. PRINCIPIO DE PASCAL 𝐹1
𝐴1
=
𝐹2
𝐴2

22. UNIDADES DE PRESSÃO

23. ELEMENTOS MECÂNICOS PARA MEDIÇÃO DE PRESSÃO
Os elementos mecânicos para medição de pressão
se dividem em dois grupos básicos:
Elementos mecânicos de medição direta de pressão
Elementos mecânicos elásticos de medição de pressão.

24. ELEMENTOS MECÂNICOS DE MEDIÇÃO DIRETA DE PRESSÃO
São dispositivos no qual a pressão é medida, comparando-a com
a pressão exercida por uma coluna de líquido com densidade e
altura conhecidas.
Neste tipo de instrumento o líquido a ser utilizado é escolhido
considerando-se o seu peso específico e o valor da pressão a ser
medida. Podem ser água, álcool ou mercúrio.

25. MANÔMETRO EM U
É o mais simples e barato dos instrumentos
de medição direta de baixas pressões.
Nesse tipo de manômetro, a pressão é dada
por:
𝑃 = ℎ × 𝛾

26. MANÔMETRO EM U

27. MANÔMETRO VERTICAL 𝑃 = ℎ. 𝛾(1 +
𝑑2
𝐷2
)

28. MANÔMETRO DE TUBO INCLINADO 𝑃 = ℎ. 𝛾 1 +
𝑑2
𝐷2
. 𝑠𝑒𝑛 𝛼

29. ELEMENTOS MECÂNICOS ELÁSTICOS DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO
São dispositivos que se deformam em função da pressão exercida
sobre eles pelo fluido medido.
Esses dispositivos baseiam seu funcionamento na Lei de Hooke, que
diz “Dentro de um limite definido de elasticidade, a deformação
provocada em um corpo sólido é proporcional ao esforço
aplicado sobre ele”
Os tês tipos básicos de elementos elásticos são diafragmas, foles e
tubos Bourdon.

30. FAIXAS DE TRABALHO ONDE SÃO APLICADOS

31. MANÔMETROS TIPO DIAFRAGMA
Basicamente, são usados dois tipos de elementos primários:
metálicos e não-metálicos.
Nos diafragmas metálicos a pressão é medida com base na
deflexão do próprio diafragma.
No caso de diafragmas não metálicos, eles geralmente são
instalados em oposição a uma mola calibrada ou outro elemento
elástico.

32. MANÔMETRO TIPO DIAFRAGMA
METÁLICO SIMPLES

33. MANÔMETRO TIPO DIAFRAGMA NÃO-
METÁLICO SIMPLES

34. MANÔMETROS TIPO FOLE
Os foles são elementos elásticos que sofrem expansão/retração
quando submetidos a pressões, sendo o movimento resultante
utilizado para indicar/medir/controlar pressão.
Ele é basicamente um cilindro metálico sanfonado. Quando uma
pressão é aplicada no interior do fole, provoca sua distensão, e
como ela tem que vencer a flexibilidade do material e a força de
oposição da mola, o deslocamento é proporcional à pressão
aplicada à parte interna;

35. MANÔMETROS TIPO FOLE

36. MANÔMETRO TIPO BOURDON
Consiste geralmente de um tubo com seção oval, disposto na forma
de arco de circunferência tendo uma extremidade fechada,
estando a outra aberta à pressão a ser medida.
Com a pressão agindo em seu interior, o tubo tende a tomar uma
seção circular resultando um movimento em sua extremidade
fechada. Esse movimento através da engrenagem é transmitido a
um ponteiro que vai indicar uma medida de pressão.
Quanto à forma, o tubo de Bourdon pode se apresentar nas
seguintes formas: tipo C, espiral e helicoidal

37. MANÔMETRO TIPO BOURDON

41. TUBO-SIFÃO
Os sifões são utilizados para “isolar” o calor das linhas de vapor
d'água ou líquidos muito quentes, cuja temperatura supera o limite
previsto para o instrumento de pressão.
O líquido que fica retido na curva do tubo-sifão esfria, e é essa
porção de líquido que irá ter contato com o sensor elástico do
instrumento, de forma a não permitir que a alta temperatura do
processo atinja diretamente o mesmo.

42. ACESSÓRIOS PARA INSTRUMENTOS
DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO
Exemplos de tubos-sifão

43. SENSOR TIPO PIEZOELÉTRICO
Os elementos piezoelétricos são cristais (como o quartzo, a
turmalina e o titanato) que acumulam cargas elétricas em
certas áreas da estrutura cristalina quando sofrem uma
deformação física, por ação de uma pressão. São
elementos pequenos e de construção robusta. Seu sinal de
resposta é linear com a variação de pressão, são capazes
de fornecer sinais de altíssimas freqüências, de milhões de
ciclos por segundo.

44. SENSOR TIPO PIEZOELÉTRICO
A carga devida à alteração da forma é gerada
sem energia auxiliar, uma vez que o quartzo é um
elemento transmissor ativo. Esta carga é conectada
a entrada de um amplificador, sendo indicada ou
convertida em um sinal de saída, para tratamento
posterior

45. Sensores tipo piezoelétricos

46. SENSOR TIPO CAPACITIVO
Este tipo de sensor resume-se na deformação,
diretamente pelo processo de uma das armaduras
do capacitor. Tal deformação altera o valor da
capacitância total que é medida por um circuito
eletrônico.

47. Sensor de pressão tipo
capacitivo