Conversión de unidades de presión: psi, bar, kPa y pies de columna

Un psi son 6.895 kPa, 0.0689 bar, 2.036 pulgadas de mercurio, 27.71 pulgadas de columna de agua y — tratándose de agua — 2.31 pies de columna. Con esos cinco números cubre casi todo lo que se le atraviesa en piso de planta. El que agarra a la gente desprevenida es el último, porque los pies de columna son la única conversión de la lista que cambia según el fluido que esté bombeando.

Tabla de conversión de presión

Los valores de columna de agua están referidos a unos 60°F. El mercurio a 32°F. A nadie en campo le va a importar la diferencia; a un laboratorio de metrología sí.

Manométrica contra absoluta: psig, psia y el 14.7

Aquí viven los errores caros. Un manómetro en un tubo marca cero cuando está abierto al cuarto, porque está midiendo la diferencia entre el tubo y la atmósfera. Eso es presión manométrica, psig. La presión absoluta, psia, cuenta desde vacío total:

psia = psig + 14.7 (a nivel del mar)

Las tablas de vapor, los cálculos de relación de compresión, el NPSH, el trabajo de vacío y los problemas de leyes de gases todos piden absoluta. El manómetro de la pared le da manométrica. Confundirlas es como se dimensiona mal un compresor y como una bomba que en papel debería cavitar no cavita, o al revés. La misma división existe en métrico: barg y bara, y la diferencia son 1.013 bar.

El vacío agrega una tercera convención. Un vacuómetro marcando 20 inHg le está diciendo 20 pulgadas abajo de la atmósfera, o sea 9.9 psia, no 20 de nada absoluto. Los instrumentos de vacío absoluto leen en torr o milibar y cuentan hacia arriba desde cero.

De psi a pies de columna, y por qué importa el fluido

Las curvas de bomba se dibujan en pies de columna. Los manómetros leen psi. Convertir entre las dos es la conversión más común en trabajo de equipo rotativo, y la fórmula es:

Columna (pies) = psi × 2.31 ÷ gravedad específica

Para agua la SG es 1.0 y 40 psi son 92 pies. Para ácido sulfúrico de 66° Baumé, la SG anda en 1.84, y esos mismos 40 psi son nada más 50 pies. Para un hidrocarburo ligero con SG de 0.72, son 128 pies.

Por eso la curva de una bomba se publica en pies y no en psi — el impulsor no sabe qué está moviendo. Le imparte la misma columna a cualquier fluido a la misma velocidad. Lo que cambia con la densidad es la lectura del manómetro de descarga; la columna no. Si alguien le pasa un problema de bomba con la presión de descarga en psi y sin densidad del fluido, todavía no tiene información suficiente.

Dónde le pegan estas unidades en campo

• Los transmisores de presión diferencial casi siempre vienen rangeados en pulgadas de columna de agua. Uno rangeado de 0 a 100 inH₂O tope en 3.61 psi — una presión mínima que la gente compara por error contra un manómetro de 0 a 100 psi.
• La maquinaria importada viene toda en bar o kPa. Una máquina europea que pide 6 bar de aire quiere 87 psi, no 60. Invertirlo deja sin fuerza a un cilindro de sujeción y todo mundo le echa la culpa a la válvula.
• En hidráulica es donde aparece el MPa. Un sistema de 21 MPa son 3,045 psi — presión hidráulica industrial normal. Un sistema de 210 bar es lo mismo dicho de otro modo.
• El equipo japonés y mexicano viejo usa kg/cm², que se parece lo suficiente al bar para engañarlo: 1 kg/cm² son 14.22 psi contra los 14.50 del bar. Menos de 2 por ciento de diferencia, lo cual está bien para leer aire de taller y no está bien para ajustar una válvula de alivio.
• El aire comprimido en Estados Unidos viene en psig en el manómetro y en scfm en el flujómetro, pero el mismo dato de scfm está referido a una presión absoluta estándar. Compare compresores sobre la misma referencia o los números no significan nada.

Un atajo que vale la pena memorizar

Dos reglas de dedo cubren casi todo lo que necesita en la máquina, sin sacar el teléfono:

• de bar a psi: multiplique por 14.5. O duplique y súmele la mitad para un estimado rápido — 7 bar andan por 101 psi, el real es 101.5.
• de psi a pies de agua: multiplique por 2.3. Una toma municipal de 60 psi empuja agua unos 138 pies para arriba, que es la razón por la que los pisos altos de un edificio necesitan bomba de refuerzo.

Herramientas para lo demás

Para todo lo que salga de ahí, nuestro convertidor de unidades de presión maneja todas las unidades de arriba en un solo campo, incluida la gravedad específica para conversiones de columna. Si anda escalando la salida de un transmisor, la calculadora de escalamiento 4–20 mA toma el rango en la unidad de presión que traiga y le da la corriente. Para trabajo de flujo por presión diferencial, la calculadora de flujo por presión diferencial y la calculadora de velocidad en tubería cubren las dos conversiones que normalmente siguen.

Cuándo hablarle a alguien

Háblenos si las lecturas de instrumento y las de manómetro no coinciden y no encuentra por qué, si hay duda con el ajuste de una válvula de alivio o de seguridad, o si una bomba no está dando la columna que dice su curva. Keystone calibra y diagnostica instrumentación de presión en sitio por todo el sur de California — Long Beach, South Bay, el condado de Orange y el Inland Empire — y damos apoyo de diagnóstico y reparación de forma remota para plantas de todo el país.