Conversión de 2 Libras por pulgada cuadrada a Nanopascales

Información sobre el Libra por pulgada cuadrada (psi)

La libra por pulgada cuadrada es una unidad de presión igual a 6894,76 pascales. Su símbolo es psi. Es la fuerza de una libra repartida sobre una pulgada cuadrada, y es la unidad de presión de trabajo de Estados Unidos y de muchísimo equipo vendido en todo el mundo, porque gran parte de la maquinaria hidráulica y neumática se diseña según especificaciones americanas.

Su aparición más familiar es en los neumáticos. Un coche se infla a entre 30 y 35 libras por pulgada cuadrada, un neumático de bicicleta a 80 o más, y un camión pesado a unas 100. Como la presión y la huella de contacto sostienen juntas el vehículo, un pequeño cambio en la cifra altera el comportamiento, el consumo y la duración del neumático, y por eso va impresa dentro de la puerta de todo automóvil.

Los sistemas a presión usan la misma escala. Una línea de aire de taller circula a 90 o 120 libras por pulgada cuadrada, el agua doméstica llega a 40 u 80, la maquinaria hidráulica trabaja en torno a 3000, y una botella de buceo llena guarda 3000 o más. La coincidencia cómoda es que la presión atmosférica son 14,7 libras por pulgada cuadrada, de modo que una lectura de 30 significa aproximadamente tres veces la atmosférica en términos absolutos.

Esa distinción absoluta está escrita en el símbolo. Los ingenieros escriben psig para la presión manométrica, medida por encima del aire circundante, y psia para la absoluta, medida desde el vacío. Un neumático a 32 psig está a 46,7 psia, y confundir ambas en un cálculo de cantidad de gas o de resistencia de un recipiente produce un error de una atmósfera, que a bajas presiones es casi toda la respuesta.

La aviación la usa para el diferencial de cabina. Un avión de línea mantiene una diferencia de presión de unas ocho o nueve libras por pulgada cuadrada entre la cabina y el aire exterior en altitud de crucero, y el fuselaje se diseña y se ensaya a fatiga frente a esa carga repetida. La cifra fija la altitud efectiva de cabina y, por tanto, cómo se sienten los pasajeros al final de un vuelo largo.

La conversión al sistema métrico es exacta pero poco memorable, ya que una libra por pulgada cuadrada son 6894,76 pascales. Las dos reglas prácticas que conviene llevar son que un bar son unas 14,5 libras por pulgada cuadrada y que una libra por pulgada cuadrada son unos siete kilopascales; ambas bastan para juzgar un manómetro y ninguna basta para un cálculo de proyecto.

Una libra por pulgada cuadrada equivale a 6894,76 pascales, a unos 0,0689 bar, a unos 6,89 kilopascales o a unas 0,068 atmósferas.

Información sobre el Nanopascal (nPa)

El nanopascal es una unidad de presión igual a la milmillonésima parte de un pascal. Su símbolo es nPa. Marca el extremo lejano de la escala de presiones, la región en que la idea de presión como empuje sobre una superficie deja de servir y pasa a ser una afirmación sobre lo pocas partículas que hay.

El hogar más claro de la unidad es el vacío extremadamente alto. El vacío corriente de laboratorio llega a los milipascales; el ultraalto vacío, empleado por la física de superficies y por los tubos de haz de los aceleradores de partículas, llega a los micropascales. Por debajo está el vacío extremadamente alto, en nanopascales y menos, y alcanzarlo exige una cámara estanca, horas de horneado a doscientos grados para expulsar el gas del propio metal y bombas que atrapan moléculas en vez de empujarlas.

A esas presiones una cámara no está vacía. Un nanopascal contiene todavía algo así como un cuarto de millón de moléculas por centímetro cúbico, lo que parece muchísimo hasta compararlo con los veinticinco trillones que hay en ese mismo volumen de aire de una habitación. Lo que importa no es el número sino el recorrido libre medio: una molécula viaja ahora miles de kilómetros antes de chocar con otra, de modo que golpea las paredes mucho antes de encontrarse con una vecina.

Ahí está justamente la cuestión. La ciencia de superficies necesita que una muestra siga limpia durante todo el experimento, y a presión ordinaria una superficie recién hecha queda cubierta por una capa de gas adsorbido en cosa de un nanosegundo. A un nanopascal esa misma superficie sigue limpia durante días. El vacío no está para quitar aire sino para comprar tiempo.

El espacio ofrece la comparación natural. La órbita baja terrestre ronda el micropascal, aún lo bastante densa como para que la atmósfera frene a los satélites y acabe por hacerlos caer. El espacio interplanetario anda en nanopascales. El espacio interestelar está mucho más abajo, en torno al femtopascal, que ninguna bomba terrestre ha igualado jamás: los mejores vacíos de laboratorio siguen siendo más densos que el espacio entre las estrellas.

La presión de radiación cae en terreno parecido. La luz solar sobre una superficie perfectamente absorbente, a la distancia de la Tierra, ejerce unos 4,5 micropascales, y a la distancia de los planetas exteriores baja a nanopascales. Las velas solares trabajan con estas cifras, y por eso han de ser enormes y ligeras para reunir una fuerza aprovechable.

Un nanopascal equivale a 0,000000001 pascales, a 0,001 micropascales, a 1000 picopascales o a unas 0,000000000000145 libras por pulgada cuadrada.