Metrología Biomédica
PRESIÓN
Metrología Biomédica
Presión es la razón entre una fuerza aplicada perpendicularmente a
una superficie de área unitaria.
P = F / A
La fuerza es la magnitud física que mide el grado de interacción
(atracción o repulsión) Se puede determinar como el valor de una
unidad de masa afectado por la gravedad. Al hablar de masa se debe
necesariamente presentar la propiedad que la relaciona con el
volumen, la cual se denomina densidad (masa x unidad de volumen)
Y por tanto, la fuerza se puede presentar en función de densidad y del
volumen. Si el volumen lo consideramos geométricamente como la
base x la altura, donde la base es
una región de área determinada.
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CONCEPTOS BÁSICOS
Rango de Medida: son los limites dentro de los cuales un
instrumento puede entregar una medida.
Rango de Trabajo: Limites dentro de los cuales se utiliza
el instrumento.
Rango de Calibración: Limites dentro de
Cuales se realiza la toma de datos para calibración, debe
ser al menos igual al de trabajo y de ser posible mayor.
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El rango de trabajo puede variar dependiendo del uso del equipo, en la figura se muestra un
tensiómetro para presión arterial, si es utilizado para adultos el rango de trabajo “puede” tomarse
como 40 mmHg a 220 mmHg, pero si el mismo instrumento va a utilizarse para medición de presión
arterial en neonatos o prematuros el rango se modifica siendo 80 mmHg un valor alto.
En la figura:
Rango de medida 16 mmHg - 304 mmHg
Rango de Trabajo 40 mmHg - 200 mmHg
Rango de Calibración 40 mmHg - 220 mmHg
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Rangos
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MEDIDA
TRABAJO
CALIBRACIÓN
Puede ser igual al de medida
O menor
Puede ser igual al de trabajo
O mayor
El rango de trabajo puede ser igual al de medida, cuando se utiliza en toda su escala, pero
también puede ser menor como en el tensiómetro anterior donde a pesar de iniciar en 16 y
llegar a 304 difícilmente se utiliza para medir valores por debajo de 40 y por encima de 200
mmHg.
La calibración se puede hacer en el mismo rango de trabajo ya que son esos los valores que
se utilizan, pero puede ser mayor para cubrir puntos por encima y por debajo del rango
usado, esto no siempre es posible.
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UNIDADES DE PRESIÓN
La primera unidad de medida para la
presión es mm de Hg, tomada del
experimento de Torricelli.
Como este experimento se realizó en
condiciones estándar, a esta medida de
presión se le denomina atmósfera, siendo
la
segunda unidad empleada.
Si se realiza la conversión de mmHg a
unidades inglesas, se obtiene el valor en
pulgadas de Hg, encontrando así otra
unidad.
Empleando la definición de presión
podemos determinar la unidad del Sistema
Internacional así:
P = F / A
P = mg / A
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Como la gravedad se expresa en (mm / S²) y la masa en (kg), la
fuerza se especifica como ( kg . m / S² ) a lo cual se le denomina
newton (N)
La presión se denomina como:
P = 1(kg.m/S²) 1m²
P = 1N / 1m²
Donde (N / m²) = (Pa) Pascal
Como la unidad del pascal es físicamente pequeña, se definió otra
unidad que es el bar que equivale a 100.00 Pa.
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NIVELES DE PRESIÓN
Según el nivel podemos tener diferentes tipos de presión como son:
Presión atmosférica: Es la ejercida por la capa de aire que rodea la tierra bajo la acción
de la gravedad; esta presión no es constante pues varía según la altura, la longitud y
condiciones atmosféricas del sitio.
Presión relativa: Es el valor referido a otra que sirve de referencia.
Presión de vacío: Es la presión inferior a la presión atmosférica (presión negativa)
Presión absoluta: Es la suma de la presión atmosférica y la presión indicada en el
manómetro.
Presión diferencial: es la diferencia entre dos presiones.
Presión manométrica: Es la que se encuentra dentro de un sistema, con respecto a la
presión atmosférica.
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MANOMETROS
Manómetro: Es un instrumento diseñado para leer la presión de un
fluido dentro de un sistema. El primer instrumento creado para tal fin
fue el creado por el científico Paul Varignon en 1705.
Manómetro de tubos abiertos: Es un instrumento como el empleado
en los experimentos iníciales de hidrostática, donde se vale de un
líquido de densidad conocida para determinar la presión que ejerce
algún otro fluido.
Manómetro de carátula: Es un instrumento que emplea
principalmente como elemento sensible el tubo en “c” o tubo Bourdon,
aunque podemos encontrar fuelles, tubo Bourdon en hélice, etc.
de área conocida.
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MANOMETROS
Manómetro digital: Es una variación del
manómetro de carátula cuya diferencia
principal radica en su lectura, la cual no es
análoga sino numérica generalmente en un
display digital.
Balanza de presión: Llamada también
manómetro de pesos muertos o manómetro
de pistón. Son manómetros que emplean
masas calibradas que efectúan una fuerza
sobre un pistón
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BANCO DE PRUEBAS
Superintendencia de industria y comercio
Bogotá
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PROCESO DE CALIBRACIÓN
La calibración se realiza mediante la comparación con un instrumento
patrón, empleando para ello un banco de pruebas que se usa
generalmente con aceite mineral como líquido para transmitir la
presión, también los hay con agua y aire.
El proceso que debe seguir para desarrollar la calibración y para
analizar los resultados obtenidos son:
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Clase (CL): Según el error de linealidad o de histéresis porcentual
respecto al rango del manómetro, estos pueden ser clasificados por
grupos en una de las Clase de precisión siguientes:
CL. 0,1; CL. 0,2; CL. 0,3; CL. 0,6; CL. 1,0; CL. 1,6; CL. 2,5; CL. 4,0
La clase de manómetros se calcula mediante la siguiente fórmula:
Error máximo
CL = X 100 X Rango
Para el cálculo y clasificación respectiva de manómetros se tomará el
mayor de los errores (en valor absoluto) hallados por alinealidad o por
histéresis.
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Tolerancia (T): Es el error máximo que se tiene al leer un
manómetro y depende de las características físicas del
instrumento.
Si se conoce la Clase a la cual pertenece el manómetro, se puede
determinar su error máximo que admite el instrumento y se calcula
mediante la siguiente fórmula:
Tol = (CL* Rango) / 100
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