La presión absoluta se define como la presión medida con respecto a un vacío perfecto, es decir, un espacio donde no hay materia y, por lo tanto, no hay presión. A diferencia de la presión relativa o manométrica, que se mide en relación con la presión atmosférica local, la presión absoluta toma como referencia el cero absoluto de presión.
La presión absoluta se puede expresar mediante la siguiente ecuación:
Pabs=Patm+Pman
donde Pabs es la presión absoluta, Patm es la presión atmosférica y Pman es la presión manométrica. La presión atmosférica estándar a nivel del mar es aproximadamente 101.325 kPa (kilopascales), aunque puede variar con la altitud y las condiciones meteorológicas.
Unidades de medida
Las unidades de medida de la presión incluyen el pascal (Pa) en el Sistema Internacional de Unidades (SI), donde un pascal es igual a un newton por metro cuadrado (N/m²).
Otras unidades comunes son el bar, el psi (libras por pulgada cuadrada), y el torr (milímetros de mercurio, mmHg), siendo 1 bar igual a 100 kPa, 1 psi igual a 6894.76 Pa y 1 torr igual a 133.322 Pa.
Medición de la presión absoluta
Para medir la presión absoluta, se utilizan dispositivos llamados manómetros absolutos o transductores de presión absoluta. Estos instrumentos están diseñados para medir la presión con respecto a un vacío perfecto.
Los manómetros absolutos pueden ser de varios tipos de los cuales destacamos los siguientes:
- Manómetros de membrana: Utilizan una membrana flexible que se deforma bajo la influencia de la presión. La deformación de la membrana se convierte en una señal eléctrica proporcional a la presión absoluta.
- Manómetros piezorresistivos: Basados en el efecto piezorresistivo, donde la resistencia de un material cambia con la presión. Estos manómetros son conocidos por su alta precisión y son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales y científicas.
- Manómetros de capacitancia: Miden la presión absoluta cambiando la capacitancia entre dos placas conductoras separadas por un material dieléctrico que se deforma bajo presión. Son muy precisos y adecuados para medir bajas presiones.
Diferencias con la presión manométrica
Una distinción importante es la diferencia entre presión absoluta y presión manométrica. La presión manométrica mide la presión con respecto a la presión atmosférica local. Por lo tanto, si un manómetro indica cero, esto no significa que no haya presión, sino que la presión del sistema es igual a la presión atmosférica.
Por el contrario, una lectura de cero en un medidor de presión absoluta indica un vacío perfecto.
Consideraciones prácticas
En la práctica, es fundamental seleccionar el tipo adecuado de medición de presión para una aplicación específica. Por ejemplo, en aplicaciones submarinas y espaciales, donde la presión atmosférica varía significativamente o no existe, la presión absoluta es la referencia más adecuada.
Además, en procesos industriales donde se trabaja con altas presiones, puede resultar más útil conocer la presión absoluta para garantizar la seguridad y eficiencia de los equipos.
Tabla con valores de ejemplo
A continuación se presenta una tabla con ejemplos de presiones absolutas en diferentes situaciones y aplicaciones. Los valores están expresados en pascales (Pa) y kilopascales (kPa) para mayor claridad.
Por supuesto, aquí tienes una tabla actualizada con ejemplos de presiones absolutas, incluyendo un valor relacionado con la energía nuclear:
|
Situación / aplicación |
Presión absoluta (Pa) |
Presión absoluta (kPa) |
Explicación |
|
Vacío perfecto |
0 |
0 |
Un estado teórico sin materia ni presión. |
|
Espacio exterior (cerca del vacío) |
~1 × 10⁻⁶ |
~0.000001 |
El espacio casi vacío con una presión extremadamente baja. |
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Cámara de vacío de laboratorio |
~1 × 10⁻⁵ |
~0.00001 |
Utilizada para experimentos científicos con presiones muy bajas. |
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Estratosfera (~30 km sobre el nivel del mar) |
1 000 |
1 |
Presión atmosférica mucho menor que a nivel del mar debido a la altitud. |
|
Presión atmosférica estándar a nivel del mar |
101 325 |
101.325 |
Presión estándar a nivel del mar, utilizada como referencia en muchas aplicaciones. |
|
Interior de un neumático de automóvil (inflado) |
200 000 |
200 |
Presión alta para soportar el peso del vehículo. |
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Vapor de agua en una olla a presión |
250 000 |
250 |
Permite que el agua hierva a temperaturas superiores a 100°C. |
|
Cámara de combustión de un motor de automóvil |
3 000 000 |
3 000 |
Presión alta generada durante la combustión en los cilindros del motor. |
|
Tanque de buceo (presión de llenado) |
20 000 000 |
20 000 |
Altas presiones para proporcionar suficiente aire durante las inmersiones. |
|
Caldera industrial |
15 000 000 |
15 000 |
Utilizada para generar vapor a alta presión en procesos industriales. |
|
Reactor nuclear (generación de vapor) |
7 000 000 |
7 000 |
Presión alta en los generadores de vapor de reactores nucleares para producir electricidad. |
|
Fondo del océano (10 000 m bajo el nivel del mar) |
110 000 000 |
110 000 |
Alta presión debido al peso de la columna de agua a gran profundidad. |
|
Cámara de prueba hiperbárica (alta presión) |
1 000 000 |
1 000 |
Simula altas presiones para pruebas de equipos y entrenamiento. |