Probablemente tengas uno de esos medidores de plástico en tu guantera. Son omnipresentes. El diseño es casi siempre el mismo: un cuerpo cilíndrico, una pequeña ventana circular en el lateral y una escala deslizante. Quizás se haya preguntado por qué el mecanismo no simplemente explota el extremo abierto cuando lo presiona contra el vástago de una válvula. O tal vez simplemente quieras saber cómo funciona realmente.
La respuesta está en la física básica y en un simple resorte.
La física de la presión
Para entender el manómetro, primero hay que entender qué es realmente la presión. Piense en un bloque de madera de una pulgada por una pulgada y tres pies de largo. Si ese bloque pesa una libra y usted se para sobre él, está ejerciendo una libra por pulgada cuadrada (psi) sobre su pie. La fuerza se distribuye sobre esa única pulgada cuadrada de área.
Si tomas una versión de 30 pies de ese mismo bloque, el peso aumenta proporcionalmente. Pararse sobre una columna de 30 pies ejercería 10 psi. Una columna de 300 pies ejercería 100 psi.
Este principio también se aplica a los líquidos. El agua que tiene un pie de profundidad ejerce aproximadamente 0,43 psi. Si estuviera a una milla bajo el agua, el peso de la columna de agua sobre usted sería de aproximadamente 2270 psi. Una columna de agua de una pulgada cuadrada que se extendiera una milla de altura pesaría 2270 libras.
El aire se comporta de la misma manera. La atmósfera tiene aproximadamente 50 millas de “profundidad”. Al nivel del mar, una columna de aire de una pulgada cuadrada y 50 millas de altura pesa 14,7 libras. Esto crea 14,7 psi de presión atmosférica. Nuestros cuerpos están presionados para igualar esto, por lo que no lo sentimos.
La presión cae a medida que se asciende. Así es como cambia la presión atmosférica con la altitud:
- Nivel del mar: 14,7 psi
- 10.000 pies: 10,2 psi
- 20.000 pies: 6,4 psi
- 30.000 pies: 4,3 psi
- 40.000 pies: 2,7 psi
- 50.000 pies: 1,6 psi
Cómo los gases crean fuerza
Dentro de un neumático o un globo, la presión se crea por colisión. Los átomos de gas están en constante movimiento. Rebotan en las paredes interiores del contenedor. La velocidad de estos átomos está dictada por la temperatura.
En el cero absoluto (0 Kelvin), el movimiento atómico se detiene. A medida que aumenta la temperatura, los átomos se mueven más rápido. Los átomos más rápidos golpean las paredes con más fuerza y frecuencia. Esto crea presión hacia afuera.
Puedes aumentar la presión de dos maneras:
1. Sube la temperatura.
2. Agrega más átomos.
Cuando inflas una llanta, estás haciendo la segunda opción. Estás forzando a más moléculas de aire a entrar en un volumen constante. Un neumático de automóvil normalmente tiene una presión de 30 psi. Un neumático de bicicleta puede necesitar entre 60 y 100 psi. La bomba no usa magia; simplemente acumula más gasolina en el mismo espacio. El mayor número de colisiones aumenta la presión.
La mecánica del medidor de varilla
Entonces, ¿cómo mide esta fuerza un simple tubo de plástico?
La mayoría de los medidores de palanca utilizan un pistón simple cargado por resorte. Dentro del cilindro hay un émbolo móvil conectado a un resorte. La punta del medidor tiene una válvula que se abre cuando la empujas contra el vástago de la válvula del neumático.
Cuando presiona el medidor contra el vástago, el aire del neumático entra en la cámara. Este aire empuja contra el émbolo. La presión del aire ejerce una fuerza sobre la superficie del émbolo.
El resorte resiste este movimiento. El émbolo se mueve hasta que la fuerza de la presión del aire iguala la resistencia del resorte. En ese punto de equilibrio, el émbolo deja de moverse.
La posición del émbolo corresponde a una presión específica. La escala deslizante en el costado del tubo se alinea con el extremo del émbolo. Lees el número donde se detiene el émbolo.
La razón por la que la báscula no explota es porque el resorte proporciona una fuerza contraria. El resorte está calibrado para coincidir con el rango de presión de los neumáticos típicos. Si la presión es demasiado alta, el resorte se comprime más, pero está diseñado para soportar la presión máxima esperada sin fallar. Si la presión es demasiado baja, el resorte empuja el émbolo hacia afuera.
La precisión depende de la calibración del resorte y de la fricción del émbolo. Los medidores baratos tienen más fricción, lo que genera inconsistencias. Los mejores calibres utilizan materiales de baja fricción y tolerancias más estrictas.
La próxima vez que revise sus neumáticos, recuerde que está equilibrando la fuerza atmosférica con la tensión mecánica del resorte. Es una solución sencilla y elegante.
Por qué es importante la precisión
la mayoría
Cómo leer realmente un manómetro de neumáticos
La mayoría de los diales digitales o analógicos comparten la misma alma mecánica. Dentro de esa carcasa de plástico o acero se encuentra un mecanismo simple diseñado para medir la fuerza. No lo estás adivinando. Estás midiendo.
El proceso consta de tres pasos. No es ciencia espacial, pero la gente lo estropea constantemente.
Primero. Encuentra una postura estable. Si estás tambaleante, tu sello será débil. Inclínese. Asegúrese de poder aplicar una presión constante sin sacudir la herramienta.
Luego viene el contacto. No sólo estás tocando el vástago de la válvula. Estás sellando contra eso. Presione firmemente la boquilla del medidor sobre el núcleo de la válvula. Lo oirás. Ese silbido es aire que escapa del neumático y entra en la cámara del medidor. Dentro de la herramienta, un pasador empuja contra el pasador de la válvula dentro del vástago. Esta acción deprime el núcleo, permitiendo que el aire presurizado de su neumático se iguale con el sensor interno del medidor. Si no escuchas esa rápida ráfaga de aire, no lo has sellado. Intentar otra vez.
Finalmente. Mira los números. Si es un dial, espera a que la aguja deje de temblar. Si es digital, espere a que se bloqueen los dígitos. No lo lea mientras el medidor aún esté conectado y el aire aún esté saliendo. Esa lectura será inexacta.
El silbido que escuchas no es que el neumático se desinfle. Es el medidor haciendo su trabajo.
Muchos conductores se saltan esto porque piensan que es tedioso. En su lugar, utilizan la “prueba de patada”. Así no es como funciona la física. Un agarre flojo del medidor introduce error. Un ángulo inclinado rompe el sello. Ambos conducen a una subinflación.
La subinflación acaba con la economía de combustible. Desgasta los neumáticos de manera desigual. Aumenta el riesgo de una explosión a velocidades de autopista. El indicador no miente. Sólo tienes que mantenerlo quieto el tiempo suficiente para dejarlo hablar.
El corazón mecánico del medidor
En el interior de la carcasa, el mecanismo es engañosamente sencillo. Piense en el cilindro de una bomba de bicicleta. Hay un pistón deslizándose dentro de un tubo. Las paredes del tubo están pulidas hasta obtener un acabado de espejo. El pistón en sí es de goma blanda. Presiona firmemente contra el metal. El interior está cubierto de aceite ligero. Esta lubricación reduce la fricción. También asegura un sellado hermético.
Si observa el conjunto, el pistón se encuentra en un extremo del recorrido. Una parada define el límite en el otro extremo. Entre ellos se encuentra un manantial.
El resorte comprimido empuja el pistón hacia el lado izquierdo del tubo.
Esta primavera es constante. Siempre está bajo tensión. Fuerza el pistón hacia la izquierda. Esto crea una posición de referencia. El medidor se basa en este retorno mecánico. Sin el resorte, el pistón podría quedarse atascado. La precisión caería a cero. El sistema necesita ese retroceso. Necesita que la tensión se restablezca. Cada vez que cae la presión, el resorte toma el control. Impulsa el pistón a casa. Este movimiento es lo que ves en el dial. O mejor dicho, lo que mide la esfera.
La mecánica del dial.
La protuberancia esférica de la izquierda no es sólo para mostrar. Es hueco y está diseñado específicamente para encajar sobre el vástago de la válvula de un neumático. Mire de cerca la abertura y verá dos componentes críticos: un sello de goma y un pequeño pasador fijo.
El sello hace su trabajo presionando contra el labio del vástago de la válvula. Esto crea una barrera hermética para que la presión no se escape mientras intentas medirla. Mientras tanto, el pasador actúa como disparador. Presiona la válvula dentro del vástago, abriendo la compuerta para que fluya el aire.
Ese aire viaja alrededor del pasador, se mueve a través del núcleo hueco de la esfera y entra en la cámara del pistón.
Cómo la presión mueve la aguja
Una vez que el manómetro está bloqueado en el vástago de la válvula, la acción es inmediata. El aire presurizado del neumático entra corriendo y empuja el pistón hacia la derecha. La distancia que se mueve el pistón se correlaciona directamente con la presión del neumático.
Es un simple tira y afloja. El aire empuja el pistón hacia la derecha. Un resorte empuja hacia la izquierda.
El manómetro está construido para soportar una presión máxima. Supongamos que el límite es 60 psi para este ejemplo. El resorte está calibrado precisamente para este rango.
– A 60 psi, la presión del aire supera completamente el resorte, moviendo el pistón hacia el extremo derecho del tubo.
– A 30 psi, la fuerza se reduce a la mitad. El pistón se detiene a mitad de camino.
– ¿Baja presión? El pistón no viaja tan lejos.
Suelte el manómetro de la válvula. El flujo de aire se detiene. El resorte toma el control instantáneamente, devolviendo el pistón a su posición de reposo a la izquierda.
Leyendo los datos
Para que el movimiento del pistón tenga sentido, hay una varilla calibrada dentro del tubo:
Explicación del mecanismo Max-Hold
El diagrama visual omite el resorte interno, pero está ahí. En su interior se encuentra una varilla calibrada. La varilla no se une al pistón. Simplemente va encima. El ajuste entre la varilla y el tope es firme. Casi con mucha fricción.
Mira la secuencia. El pistón se mueve hacia la derecha. Empuja la varilla calibrada hacia adelante. Física sencilla. Cuando la presión cae, el pistón retrocede hacia la izquierda. ¿La varilla? Se queda ahí. Bloqueado en su punto máximo. Esto le permite leer la presión máxima después de haber desconectado el manómetro.
Por qué la luz del TPMS se activa cuando los neumáticos se ven bien
Tú revisas los neumáticos. Parecen inflados. El tablero todavía chirría. ¿Por qué?
El clima frío es el sospechoso habitual. El aire se contrae con el frío. El sensor se dispara. La luz se apaga más tarde, una vez que conduce lo suficiente como para calentar la presión interna. Pero no confíe únicamente en el tablero. Verifique la presión de sus neumáticos con un manómetro manual. Verifique que sea seguro conducir antes de ignorar la advertencia.
¿Dónde se fabrican los medidores de neumáticos JACO?
El control de calidad importa. Todos los productos JACO se fabrican en los EE. UU. Prueban la precisión de cada unidad antes de que llegue a los estantes. Si busca dónde se fabrican los medidores de neumáticos JACO, la respuesta es en su país.
¿Qué debe leer mi manómetro de presión de neumáticos?
Los sistemas de control de presión de neumáticos (TPMS) tienen un rango de tolerancia programado. Para el monitoreo directo, ese punto óptimo generalmente se ubica entre 28 y 35 libras por pulgada cuadrada (psi). Cualquier cosa fuera de esa ventana activa el sistema.
Si su medidor indica menos de 28 psi, está desinflado. ¿Más de 35? Es posible que esté demasiado inflado. Cíñete a la gama para obtener un rendimiento y seguridad óptimos.
¿Los principales minoristas tienen estas herramientas?
Walmart vende medidores de presión de neumáticos. Puede navegar y comprar directamente en su sitio web. Es uno de los lugares más fáciles para encontrar un modelo mecánico o digital básico.
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Lectura adicional
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- Presión
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