Vacío
La presión negativa (también denominada «vacío») se refiere a un margen de presión inferior a la presión atmosférica. A nivel del mar, la presión atmosférica es de 1.013 mbar y disminuye a medida que aumenta la altitud.
El valor del vacío se divide en diferentes clases:
Bajo vacío
El rango de vacío en el que la presión absoluta se sitúa entre 1 mbar y la presión atmosférica (1.013 mbar) se denomina «vacío bajo». Entre los ámbitos de aplicación del vacío bajo se encuentran las bombillas y las aspiradoras. La tecnología del vacío también se enmarca en esta clase de vacío. En este ámbito se puede generar de forma relativamente económica un vacío que permita obtener grandes fuerzas de aspiración y tiempos de ciclo cortos.
Vacío medio
En un vacío medio, la presión absoluta oscila entre 0,001 mbar y 1 mbar. Esta clase de vacío se utiliza, por ejemplo, en lámparas de descarga de baja presión.
Alto vacío
En el alto vacío, el rango de vacío se define como una presión absoluta comprendida entre 10⁻⁷ mbar y 10⁻³ mbar. Este tipo de vacío se da, por ejemplo, en los tubos de electrones o en algunos aceleradores.
Vacío ultraalto
El vacío ultraalto es aquel en el que la presión absoluta se sitúa entre 10-12 mbar y 10-7 mbar. Este tipo de vacío se utiliza, por ejemplo, en los detectores de pozo gravitatorio.
Alto vacío
Se denomina «alto vacío» a todos los valores de vacío cuya presión absoluta es inferior a 10-12 mbar. El espacio también se incluye en esta clase de vacío.
El espacio también entra dentro de esta categoría de vacío
En el ámbito de la tecnología del vacío, el vacío se expresa como un valor relativo. Esto significa que el vacío se especifica en relación con la presión ambiental. La presión ambiental se utiliza como punto de referencia, con un valor de 0 mbar. Por lo tanto, el valor del vacío se indica con signo negativo (Figura 1).
Por el contrario, en ciencia el vacío se expresa como un valor absoluto. En este caso, no se utiliza la presión ambiente como punto de referencia, sino el punto cero absoluto (espacios sin aire, como el espacio). En ciencia, al vacío siempre se le asigna un signo positivo (Imagen 2).
Tabla de conversión de vacío/presión
A nivel internacional se utiliza un gran número de unidades de medida para expresar los valores de vacío. En la tecnología del vacío, se han consolidado las unidades pascal [Pa], kilopascal [kPa], bar [bar] y milibar [mbar]. Las conversiones entre estas unidades son las siguientes:
0,001 bar = 0,1 kPa = 1 mbar = 100 Pa
La siguiente tabla ilustra la conversión de las unidades de medida utilizadas internacionalmente para el vacío:
| bar | N/cm² | kPa | atm,kp/cm² | mm deH₂O | Torr; mm Hg | pulgadas de Hg | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| bar | 1,00000 | 10 000,00 | 100 000,0 | 1,01970 | 10,197,00 | 750,0600 | 29,5400 |
| N/cm² | 0,10000 | 1,00000 | 10,0000 | 0,10190 | 1,019,70 | 75,0060 | 2,9540 |
| kPa | 0,01000 | 0,10000 | 1,0000 | 0,01020 | 101,97 | 7,5006 | 0,2954 |
| atm,kp/cm² | 0,98070 | 9,80700 | 98,0700 | 1,00000 | 10,332,00 | 735,5600 | 28,9700 |
| mmH₂O | 0,00010 | 0,00100 | 0,0100 | 0,00000 | 1,00 | 0,0740 | 0,0030 |
| Torr; mm Hg | 0,00133 | 0,01333 | 0,1333 | 0,00136 | 13,60 | 1,0000 | 0,0394 |
| en Hg | 0,03380 | 0,33850 | 3,8850 | 0,03446 | 345,40 | 25,2500 | 1,0000 |
Efectos de la atmósfera sobre el vacío
La atmósfera ejerce una gran influencia sobre la presión ambiental predominante y el posible nivel de vacío. La presión ambiental depende de la altura a la que te encuentres y de la temperatura en ese lugar. A nivel del mar, la presión ambiental es de 1.013 mbar. A una altura de 600 m, la presión atmosférica ya se reduce a 938 mbar. A una altitud de 2.000 m, la presión atmosférica es de solo 763 mbar.
La caída de presión tiene un gran impacto en los procesos de manipulación por vacío. Si la presión atmosférica desciende, se reducen el vacío máximo alcanzable y la fuerza de retención máxima asociada. Por cada 100 m de aumento de altitud, la presión atmosférica desciende 12,5 mbar.
Un generador de vacío que produce un vacío del 80 % ejecuta un vacío de -810 mbar al nivel del mar (presión ambiente = 1.013 mbar). El generador de vacío genera un vacío de -610 mbar a una altura de 2 000 m (presión ambiente = 763 mbar). La fuerza de retención posible de una ventosa de vacío disminuye proporcionalmente al vacío alcanzable. Por lo tanto, la aplicación a nivel del mar es el caso ideal.