Las unidades de presión son sencillas; el punto de referencia no lo es
La mayoría de las conversiones de presión son multiplicaciones corrientes — de psi a kPa, de bar a atm — y no causan más problemas que cualquier otro par de unidades. El error real y relevante para la seguridad en la medición de presión no es en absoluto un factor de conversión incorrecto. Consiste en usar dos números que miden la presión con respecto a referencias distintas y tratarlos como si fueran comparables.
La presión manométrica y la presión absoluta no son la misma magnitud
La presión manométrica se mide con respecto a la presión atmosférica circundante — una lectura de 0 en un manómetro significa "lo mismo que el aire que lo rodea", no "sin presión". La presión absoluta se mide con respecto a un vacío verdadero. Ambas difieren en la presión atmosférica local que haya en cada momento, aproximadamente 101,3 kPa (14,7 psi) al nivel del mar, y ese desfase es exactamente la magnitud del error si se utiliza la referencia equivocada.
Ejemplo práctico: el neumático
Una lectura de "32 psi" en el manómetro de un neumático indica presión manométrica: 32 psi por encima de lo que esté haciendo la atmósfera exterior al neumático. Por tanto, la presión interna absoluta del neumático es aproximadamente 32 + 14,7 ≈ 46,7 psi. Los fabricantes de neumáticos, los manómetros y la etiqueta de presión situada dentro de la puerta de un automóvil especifican por convención la presión manométrica, por lo que esto rara vez causa por sí solo un error real — el error aparece cuando alguien incorpora una cifra manométrica a un cálculo de física o ingeniería, por ejemplo la ley de los gases ideales, que requiere presión absoluta, y olvida volver a sumar los 14,7 psi.
Ejemplo práctico: el barómetro
Los informes meteorológicos siguen la convención opuesta. "1013 hPa" en un pronóstico es una cifra de presión absoluta, más precisamente una presión absoluta corregida al nivel del mar (véase más abajo), no una presión relativa a alguna referencia. La presión atmosférica estándar, 101.325 Pa exactamente, fue fijada como "1 atmósfera" en 1954 por la 10.ª Conferencia General de Pesas y Medidas, y son los mismos 101,325 kPa que deben volver a sumarse a una lectura manométrica para obtener una absoluta.
El panorama de las unidades
| Unidad | Relación exacta | Uso habitual |
|---|---|---|
| Pascal (Pa) | Base del SI: 1 N/m² | Unidad básica científica/de ingeniería; rara vez se cita sin prefijo por ser tan pequeña |
| Bar | 100.000 Pa exactamente | Presiones de neumáticos europeas, mapas meteorológicos, buceo |
| Atmósfera (atm) | 101.325 Pa exactamente | Química, buceo, definición de "condiciones estándar" |
| PSI | ≈6.894,757 Pa (de lbf/in²) | Presión de neumáticos en EE. UU./Reino Unido, hidráulica, gas comprimido |
| mmHg (convencional) | 133,322387415 Pa | Presión arterial, lecturas barométricas antiguas |
| Torr | 101.325/760 = 133,3223684… Pa | Sistemas de vacío, física |
El mmHg y el torr son suficientemente cercanos, pues difieren en aproximadamente 0,14 partes por millón (mmHg = 133,322387415 Pa frente a torr = 101.325/760 = 133,322368421… Pa, una diferencia de 1,899×10⁻⁵ Pa sobre una base de aproximadamente 133,3 Pa), de modo que la mayoría de las referencias los tratan como intercambiables, pero no se definen de manera idéntica: el mmHg deriva de una densidad convencional específica del mercurio combinada con la gravedad estándar, mientras que el torr se define como una fracción exacta de 1/760 de la atmósfera estándar. La física del vacío, donde la distinción importa ocasionalmente, tiende a utilizar específicamente el torr porque su definición no depende en absoluto de las propiedades físicas del mercurio.
El problema del ajuste del altímetro
La aviación depende de la presión absoluta para determinar la altitud y de que esa referencia esté actualizada. Un altímetro de aeronave es, mecánicamente, un barómetro calibrado para indicar altitud en vez de presión — se le debe indicar la presión actual local equivalente al nivel del mar, el ajuste del altímetro o QNH, para convertir su lectura de presión bruta en una altitud correcta sobre el nivel medio del mar. Si se vuela de una región de alta presión a una región de menor presión sin actualizar ese ajuste, el altímetro continúa leyendo con respecto a la antigua referencia más alta, por lo que muestra una altitud superior a la altitud real de la aeronave. La regla mnemotécnica estándar de los pilotos es "de alta a baja, cuidado ahí abajo": el error va en la dirección peligrosa e indica más separación del terreno de la que existe realmente. Como cifra práctica aproximada, un error de 1 hPa en el ajuste del altímetro corresponde a unos 30 pies (9 m) de error de altitud cerca del nivel del mar; la cifra exacta varía con la altitud y la temperatura, porque la presión atmosférica disminuye logarítmicamente en vez de linealmente con la altura, pero 30 ft por hPa es la regla práctica estándar que se enseña a los pilotos para una comprobación mental rápida.
Por qué la presión meteorológica se corrige al nivel del mar
La presión atmosférica bruta, o "de estación", disminuye con la altitud — en la Atmósfera Estándar de EE. UU., unos 83.430 Pa a una milla (1.609 m) de elevación frente a 101.325 Pa al nivel del mar, aproximadamente un 18% menos, sin que cambie el tiempo en absoluto. (La presión de estación real de Denver, alrededor de 835–843 hPa, es coherente con esa cifra.) Informar de la presión de estación bruta haría que todas las ciudades de gran elevación pareciesen estar permanentemente situadas en un sistema de baja presión intenso, por lo que los informes meteorológicos corrigen la presión de estación al valor que tendría si la estación estuviera al nivel del mar, utilizando la elevación conocida de la estación. Esa cifra ajustada al nivel del mar, no la lectura bruta del sensor, es lo que realmente representa "1013 hPa" en un pronóstico: una segunda corrección independiente de la distinción entre presión manométrica y absoluta anterior, y una razón más por la que un sensor de presión bruta en una ubicación dada y una cifra meteorológica publicada para esa misma ubicación rara vez coinciden exactamente.
La presión manométrica negativa tiene su propio vocabulario
La presión manométrica puede ser negativa cuando la presión medida es inferior a la atmósfera circundante, y los oficios que se ocupan habitualmente de ello le dan un nombre distinto, "vacío", en lugar de escribir un signo negativo. Los técnicos de refrigerantes que evacuan una línea de aire acondicionado antes de recargarla observan una lectura manométrica en pulgadas de mercurio de vacío, trabajando hacia aproximadamente 28-30 inHg de vacío (cerca de un vacío perfecto, pero sin alcanzarlo) antes de considerar que la línea está suficientemente seca para cargarla. Esa cifra sigue siendo una medición manométrica, solo que se cuenta hacia abajo desde la presión atmosférica en lugar de hacia arriba, y se convierte a presión absoluta del mismo modo que en el caso positivo: se resta de la presión atmosférica local en vez de sumarse a ella.
Una regla que resuelve la mayoría de las confusiones cotidianas
Si una lectura de presión procede de algo diseñado para estar dentro de una presión ambiental mayor, como un neumático, una botella de buceo o una línea hidráulica, suponga que es manométrica. Si procede de algo que describe la propia atmósfera, como un informe meteorológico, una tabla de profundidad de buceo o un altímetro de aeronave, suponga que es absoluta o, como mínimo, absoluta corregida al nivel del mar. Ambas convenciones están consolidadas y son razonables dentro de sus respectivos ámbitos; el error solo se produce cuando una cifra pasa de un ámbito a un cálculo diseñado para el otro.