En términos prácticos, un vacío es cualquier espacio cerrado con una presión absoluta inferior a la presión atmosférica normal circundante. Esta presión atmosférica de referencia se estandariza a nivel del mar en 14.7 libras por pulgada cuadrada (psi), que comúnmente se redondea a 1 Bar o 1000 milibares (mbar) para trabajos técnicos.
La idea crítica es que el vacío no se trata de lograr "espacio vacío". Es una medida práctica de cuánta presión se ha eliminado de un sistema en relación con la presión del aire fuera de él.
De la atmósfera al vacío: el espectro de presión
Para comprender el vacío, primero debe comprender la presión de la que parte. Todas las mediciones prácticas de vacío son relativas al manto de aire que nos rodea.
Definiendo el punto de partida: atmósfera estándar
El aire de nuestra atmósfera ejerce presión sobre todo. Esto se llama presión atmosférica.
Esta presión es el punto de referencia contra el cual se mide un vacío. Se define como 1 atmósfera (atm), lo que equivale aproximadamente a 1000 milibares (mbar).
Midiendo la reducción: el papel del manómetro
Los manómetros de vacío no miden el "vacío". Miden la presión absoluta que queda dentro de una cámara sellada.
Cuando un manómetro marca 100 mbar, significa que se ha eliminado el 90% de la presión del aire. Una lectura de 1 mbar indica que se ha eliminado el 99.9% de la presión.
La "calidad" de un vacío
El término "vacío" cubre un vasto rango de presiones. En ingeniería y ciencia, los vacíos se categorizan por calidad, desde bajo hasta ultra alto.
Un vacío bajo (por ejemplo, 100 mbar) podría usarse para elevación mecánica, mientras que un vacío ultra alto (por debajo de 10⁻⁷ mbar) es necesario para experimentos de física sensibles para minimizar las colisiones de partículas.
Entendiendo los conceptos erróneos comunes
La definición práctica de vacío a menudo conduce a algunos puntos clave de confusión. Aclararlos es esencial para cualquier aplicación técnica.
"Vacío" no significa presión cero
Lograr un vacío perfecto, un espacio con presión cero y partículas cero, es un concepto teórico que es prácticamente imposible.
Cada vacío práctico contiene moléculas de gas residuales. La "calidad" del vacío simplemente describe cuán pocas de estas moléculas quedan.
Presión absoluta vs. manométrica
Es fundamental distinguir entre presión absoluta y presión manométrica.
La presión absoluta se mide desde una línea base de cero (un vacío perfecto). La presión manométrica se mide desde una línea base de la presión atmosférica circundante. El vacío casi siempre se discute en términos de presión absoluta para proporcionar un punto de referencia estable y universal.
Tomando la decisión correcta para su objetivo
El nivel de vacío que necesita está dictado completamente por su aplicación. Los diferentes procesos requieren grados muy diferentes de reducción de presión.
- Si su enfoque principal es el trabajo mecánico (sujeción, elevación): Un vacío bajo o moderado (de 900 mbar a 1 mbar) es casi siempre suficiente.
- Si su enfoque principal es la ingeniería de procesos (liofilización, destilación, recubrimiento): Generalmente se requiere un vacío medio a alto (de 1 mbar a 10⁻⁷ mbar) para controlar procesos químicos y físicos.
- Si su enfoque principal es la ciencia fundamental (análisis de superficies, aceleradores de partículas): Un vacío ultra alto (por debajo de 10⁻⁷ mbar) es necesario para crear un entorno casi perfectamente aislado.
En última instancia, definir el nivel de presión requerido es el primer paso en la ingeniería de cualquier sistema de vacío exitoso.
Tabla resumen:
| Categoría de vacío | Rango de presión (mbar) | Aplicaciones comunes |
|---|---|---|
| Vacío bajo | 100 a 1000 | Elevación mecánica, sujeción |
| Vacío medio a alto | 10⁻⁷ a 1 | Liofilización, destilación, recubrimiento |
| Vacío ultra alto | Por debajo de 10⁻⁷ | Análisis de superficies, aceleradores de partículas |
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