Convertidor de unidades de presión: Pa, kPa, bar, atm y psi

Convertidor de unidades de presión

La presión es la cantidad de fuerza ejercida sobre cada parte de una superficie. Un convertidor de unidades de presión transforma una presión de una unidad a otra, como de libras por pulgada cuadrada a bares. Esta página convierte entre pascales, kilopascales, bares, atmósferas estándar y psi, y muestra los cinco valores al mismo tiempo.

Qué hace el convertidor

El usuario introduce un número y selecciona la unidad en la que está expresado. La página devuelve la misma presión en las cinco unidades.

• Los resultados se muestran con ocho cifras significativas. Solo se redondea la presentación. La conversión se realiza con el número tal como se escribió.
• Un resultado menor que 0,0001, o de mil millones o más, se muestra en notación científica. El cero se muestra como un simple 0.
• Se aceptan valores negativos, porque una lectura manométrica puede ser negativa.
• Un cuadro vacío muestra una indicación en lugar de un número. Un enlace que contiene una unidad no ofrecida por la página muestra un mensaje en lugar de una conversión.

Las cinco unidades

El pascal es un newton de fuerza distribuida sobre un metro cuadrado. Las otras cuatro unidades son, cada una, un número fijo de pascales, y ninguno de esos números es una medición, por lo que ninguno cambia con el tiempo.

Fórmula de conversión de la presión

Como cada unidad de aquí es un múltiplo fijo del pascal, una conversión consiste en una multiplicación y después una división. El valor se convierte a pascales y luego vuelve a convertirse a la unidad deseada:

$P_2 = \frac{P_1 \times k_1}{k_2}$

donde $P_1$ es la presión introducida, $k_1$ es el número de pascales que hay en una unidad de la unidad elegida, $k_2$ es el número de pascales que hay en una unidad de la unidad deseada y $P_2$ es el resultado.

No se suma ni se resta nada durante el proceso. Las cinco escalas marcan cero a la misma presión, por lo que solo cambia el tamaño del paso. La temperatura es el caso en que esto no se cumple: Celsius y Fahrenheit empiezan a contar desde puntos distintos, de modo que un convertidor que solo multiplicara mostraría 0 °C como 0 °F en lugar de 32 °F.

De dónde procede el factor de psi

El psi es una libra-fuerza que presiona sobre una pulgada cuadrada. El convertidor lo calcula a partir de dos definiciones exactas, en lugar de copiar un decimal impreso:

$1\ \mathrm{psi} = \frac{F}{A} = \frac{4.4482216152605\ \mathrm{N}}{(0.0254\ \mathrm{m})^2}$

donde $F$ es una libra-fuerza expresada en newtons y $A$ es una pulgada cuadrada expresada en metros cuadrados.

Ambas entradas son definiciones. La pulgada internacional mide exactamente 0,0254 m desde el Acuerdo Internacional sobre la Yarda y la Libra de 1959. La libra-fuerza es la libra internacional de 1959, exactamente 0,45359237 kg, multiplicada por la gravedad estándar, que la 3.ª Conferencia General de Pesas y Medidas fijó exactamente en 9,80665 m/s² en 1901. Ese producto es exactamente 4,4482216152605 N, como figura en la Publicación Especial 811 del NIST, apéndice B.

La división también es exacta, como la fracción 8.896.443.230.521 / 1.290.320.000. Su expansión decimal nunca termina. Comienza 6.894,757293168362000…, por lo que todo valor decimal impreso para el psi es una versión redondeada de ella, incluido el valor de 6.894,757 Pa indicado por el NIST.

Ejemplo: un neumático a 32 psi

Un neumático inflado a 32 psi (221 kPa) soporta 32 libras (14,5 kg)-fuerza sobre cada pulgada cuadrada. Al multiplicar por el factor de psi, ese valor se convierte a pascales:

$P = 32 \times 6\,894.757293168361\ldots = 220\,632.2333\ldots\ \mathrm{Pa}$

Al dividir ese resultado por cada uno de los otros factores se obtienen los valores restantes. Con ocho cifras significativas, la página muestra 220.632,23 Pa, 220,63223 kPa, 2,2063223 bar y 2,1774708 atm.

El paso intermedio merece una segunda lectura. Los bares se obtienen dividiendo por 100.000 y las atmósferas, dividiendo por 101.325, por lo que las dos respuestas difieren aproximadamente un 1,3 %. Son cercanas, pero no son iguales.

Conversiones de presión habituales

Cada fila siguiente muestra el valor que una unidad produce en las otras cuatro, con ocho cifras significativas.

Qué valores son exactos y cuáles están redondeados

Cuatro de los cinco factores son números enteros exactos, por lo que una conversión entre ellos está limitada únicamente por la aritmética, no por las constantes.

• 1 kPa equivale exactamente a 1.000 Pa. El prefijo kilo significa mil.
• 1 bar equivale exactamente a 100.000 Pa. El bar no es una unidad del SI, pero la Oficina Internacional de Pesas y Medidas lo incluye en el folleto del SI entre las unidades aceptadas para su uso con el SI, con ese valor exacto.
• 1 atm equivale exactamente a 101.325 Pa. La 10.ª Conferencia General de Pesas y Medidas la fijó en 1954, mediante la Resolución 4.
• 1 psi (6,9 kPa) es exacto como fracción y no puede escribirse exactamente como decimal, por la razón indicada anteriormente.

El redondeo que realmente verá el lector procede de la presentación, no de las constantes. Ocho cifras significativas bastan para mostrar por completo un valor que define la unidad y son lo bastante pocas para ocultar los últimos dígitos de la aritmética del ordenador, que contienen ruido de redondeo y no información.

Presión manométrica y presión absoluta

Un manómetro de neumáticos no mide la presión total en el interior del neumático. Mide cuánto supera esa presión a la del aire exterior. Una lectura obtenida de ese modo corresponde a la presión manométrica, mientras que una lectura referida al vacío absoluto corresponde a la presión absoluta. Al nivel del mar, ambas difieren aproximadamente en una atmósfera.

Por tanto, un neumático cuya lectura en el manómetro es de 32 psi (221 kPa) tiene aproximadamente 46,7 psi (322 kPa) de presión absoluta. El convertidor no sabe qué tipo de lectura se ha introducido, así que convierte el número tal como se proporciona y no establece ningún límite inferior. Es deliberado: una presión absoluta no puede ser inferior a cero, pero una presión manométrica inferior a cero es un vacío parcial ordinario.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos psi son 1 bar? 1 bar equivale a 100.000 Pa, y al dividir ese valor por el factor de psi se obtienen 14,503774 psi (100 kPa) con ocho cifras significativas. El redondeo habitual es 14,5 psi (100 kPa).

¿Es un bar lo mismo que una atmósfera? No. Un bar equivale a 100.000 Pa y una atmósfera estándar equivale a 101.325 Pa, por lo que 1 atm equivale exactamente a 1,01325 bar. La atmósfera es aproximadamente un 1,3 % mayor. Ambas unidades se intercambian a menudo en el uso informal, lo cual está bien para una cifra aproximada, pero es incorrecto en un cálculo.

¿Cuántos kilopascales son 1 psi? 6,8947573 kPa con ocho cifras significativas, normalmente expresados como 6,895 kPa.

¿Por qué el factor de psi tiene tantos dígitos? Porque es una división que nunca da un resultado exacto. El convertidor lo compone a partir de la pulgada exacta y la libra-fuerza exacta, en lugar de almacenar un decimal que ya haya sido truncado. Un factor acortado introduciría un pequeño error en cada resultado expresado en psi.

¿Se puede convertir una presión negativa? Sí. Las lecturas manométricas bajan de cero cuando la presión interior es menor que la del aire exterior, por lo que la página convierte los valores negativos en lugar de rechazarlos.

¿Qué unidad se debe usar? El pascal y el kilopascal son las unidades del SI y son habituales en ciencia e ingeniería. Los bares son comunes en la industria europea y en los equipos de buceo; el psi es común en Estados Unidos y en los manómetros de neumáticos; y las atmósferas se usan principalmente para comparar con la presión habitual del aire al nivel del mar.