Fundamentos y Aplicaciones de la Presión y el Vacío en Entornos de Laboratorio

Instrumentación y Conceptos Clave de Presión

1. ¿Cuáles son los aparatos de medida de presión?

Existen varios instrumentos fundamentales para la medición de presión:

• Barómetro: Se utiliza para medir la presión atmosférica. Su funcionamiento se basa en el experimento de Torricelli.
• Manómetro: Generalmente tiene forma de U y contiene mercurio o agua. Sirve para medir la presión de líquidos, gases y la presión atmosférica.
• Vacuómetro: Se usa específicamente para medir el vacío. Uno de sus extremos está cerrado y el otro está abierto y conectado al vacío que se desea medir.

2. ¿Cómo se clasifican las presiones superiores a la atmosférica?

Las presiones superiores a la atmosférica se clasifican comúnmente en tres rangos:

• Bajas: Hasta 15 bares.
• Medias: Entre 15 y 50 bares.
• Altas: Entre 50 y 100 bares.

14. ¿Qué es el manómetro de Bourdon?

Estos instrumentos están adecuados para medir presiones en medios gaseosos. Consisten en un tubo metálico en forma de espiral conectado a una aguja indicadora.

Manejo de Gases Comprimidos y Equipos Asociados

3. ¿Cómo se clasifican los gases comprimidos?

Los gases comprimidos se clasifican según sus propiedades y riesgos:

• Inflamables y combustibles.
• Oxidantes e inertes.
• Tóxicos o venenosos.
• Corrosivos.
• Butano y propano.
• Mezclas industriales.
• Mezclas de calibración y mediciones.

4. ¿Qué tipos de compresores se utilizan?

Los compresores se dividen principalmente en dos categorías según su mecanismo de acción:

• Alternativos: El aire es comprimido por el movimiento del émbolo gracias a una manivela. Sus etapas son: admisión, compresión y escape.
• Rotativos: Al contrario que los alternativos, aquí el émbolo tiene un movimiento circular, generalmente mediante poleas o rotores.

5. ¿Para qué sirven y cómo funcionan los manorreductores?

Los manorreductores permiten reducir la presión de la botella (alta presión) hasta una presión adecuada para su utilización (baja presión), típicamente entre 0,5 y 4 bares. Los manómetros conectados a los manorreductores nos indican tanto la alta como la baja presión.

6. ¿Cómo se detectan las fugas en las instalaciones de gases a presión?

Las fugas se detectan aplicando una solución jabonosa sobre la instalación. La formación de una burbuja (pompa) es un indicador claro de fuga. Advertencia: En ningún caso se debe utilizar una llama para la detección.

7. ¿Qué es un recipiente a presión? ¿Cuáles se conocen?

Son todos los recipientes y aparatos en cuyo interior se forma una presión superior a la atmosférica. Ejemplos comunes incluyen:

• Autoclaves.
• Reactores.
• Ollas a presión.

8. Cita las aplicaciones del aire comprimido en el laboratorio

En el laboratorio, el aire comprimido es esencial para diversas tareas:

• Agitación.
• Secado.
• Limpieza.
• Aumentar la velocidad de evaporación.
• Agitar las mezclas de reacción.

Sistemas y Aplicaciones del Vacío

9. Clasificación del vacío

El vacío se clasifica generalmente en:

• Presión reducida.
• Bajas presiones.

10. ¿Cuáles son las aplicaciones del vacío en el laboratorio?

El vacío es una herramienta crucial en procesos de laboratorio:

• Evaporación: Se consigue una evaporación más rápida al someter la muestra a vacío.
• Destilación: Es fundamental para aquellas sustancias que se descomponen cerca de su punto de ebullición, permitiendo destilar a temperaturas más bajas.
• Filtración a vacío: Permite realizar filtraciones de manera más rápida y eficiente.

11. ¿Cuáles son los aparatos de producción de vacío (Bombas)?

Los aparatos más comunes para generar vacío son:

• Bomba de paletas: Se compone de un cilindro con unas paletas que, al girar, aspiran el aire y lo comprimen.
• Bomba de membrana: Estas contienen una membrana que separa la zona de aspiración de la parte mecánica, evitando la contaminación del mecanismo.
• Trompa de agua: Se utilizan frecuentemente en los laboratorios debido a su sencillez. Su único inconveniente es que gasta mucha agua.

12. Tipos de instalaciones de vacío

Las instalaciones de vacío se pueden organizar de diferentes maneras según las necesidades del laboratorio:

• Instalación individual: Consta de una bomba que se traslada a los puntos donde se necesita el vacío.
• Instalación centralizada: Consta de una bomba centralizada y el vacío se aplica a los aparatos mediante tuberías fijas.
• Instalación de área local: Consta de una instalación simple y funciona con una sola bomba para un área específica. Los aparatos se conectan mediante válvulas.

13. ¿Dónde hay que colocar las trampas de protección de bombas y por qué se utilizan?

Las trampas de protección se colocan a la entrada o a la salida de la bomba:

• A la entrada: Se coloca para evitar el deterioro de la bomba por el ingreso de vapores o líquidos corrosivos.
• A la salida: Se coloca para evitar la contaminación del ambiente o del sistema de escape.

15. ¿Para qué se utilizan las trampas de condensación?

Las trampas de condensación se utilizan cuando es necesario recoger disolventes que pueden ser peligrosos o contaminantes para el medioambiente, evitando que lleguen al sistema de vacío o al desagüe.