Il manometro: tra storia ed attualità

Con il termine manometro si indica uno strumento in grado di misurare la differenza di pressione tra due fluidi o tra due punti diversi di un medesimo fluido. Volendo essere precisi, il manometro è lo strumento utilizzato per misurare pressioni maggiori della pressione atmosferica: infatti, per misurare pressioni inferiori il termine più appropriato è vacuometro o vuotometro.

Nel 1644 Evangelista Torricelli inventò per la prima volta il barometro usando quello che oggi è chiamato “tubo di Torricelli”. Successivamente gli studi del fisico italiano vennero ripresi e migliorati da Pascal, a cui è dedicata anche l’unità di misura della pressione nel Sistema Internazionale.
I primi manometri, inizialmente, seguirono tutti una derivazione diretta dei barometri: erano tubi ad U, con un braccio aperto e uno chiuso, e contenenti all’interno mercurio. Nel XX secolo, per la misurazione di vuoti più spinti, si svilupparono tecnologie basate su fenomeni molecolari.
A livello industriale, ovvero in ambienti in cui le tempistiche non possono necessariamente essere lunghe come in un laboratorio, i manometri più importanti divennero quelli brevettati da Bourdon e costituiti da un tubo metallico collegato con un segnalatore a lancetta. Una variazione di pressione provoca una modifica nella curvatura del tubo e, quindi, uno spostamento della posizione della lancetta.

Esistono diversi tipi di manometri nel mondo ma tutti misurano la differenza di pressione tra il liquido che si vuole analizzare e la pressione atmosferica nel punto di riferimento (in condizioni standard e al livello del mare il valore è di 101325 Pa, corrispondenti a 1,01325 Bar). I principali sono:
- Manometri ad U: sono costituiti da un tubo riempito con un fluido di densità nota. Da una parte il tubo è esposto alla pressione atmosferica mentre dall’altra è collegato con l’ambiente di misura. Il liquido si sposterà verso l’una o l’altra estremità per bilanciare la pressione nell’ambiente. Il vantaggio principale è che, essendo uno strumento molto semplice, non è soggetto a guasti considerevoli. D’altro canto, l’estrema semplicità comporta una risoluzione scarsa dello strumento.
- Manometri Bourdon: costituiscono il modello più utilizzato ai giorni nostri e, come detto in precedenza, sono costituiti da un tubo di sezione ellittica collegato ad un segnalatore con lancetta. All’aumentare della pressione, il raggio di curvatura del tubo aumenterà provocando uno spostamento della lancetta e la segnalazione della variazione di pressione.
- Manometri a membrana: la membrana è l’elemento cardine e può deformarsi grazie alla differenza di pressione tra l’ambiente e l’atmosfera. Infatti, essa tenderà a gonfiarsi in presenza di una pressione maggiore dell’ambiente di misura.
- Manometri piezoelettrici: sfruttano la piezoelettricità, ovvero la proprietà che alcuni materiali hanno di condurre elettricità se viene applicata ad essi una differenza di pressione.
Oltre a questi, come citato all’inizio, sono presenti anche i vacuometri per la misurazione di pressioni inferiori a quella atmosferica.

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