Las unidades normativas empleadas en la tecnología de vacío
Introducción
Dos leyes federales alemanas y las pertinentes disposiciones de aplicación estipulan qué unidades deben usarse para las mediciones en documentos y comunicados oficiales y de empresa. Las disposiciones tuvieron como resultado diversas modificaciones fundamentales que también deben tenerse en cuenta en la tecnología de vacío. Muchas de las unidades comúnmente utilizadas en el pasado (como torr, gauss, metro cúbico normal, atmósfera, poise, kilocaloría, kilogramo/fuerza, etc.) ya no están permitidas. En su lugar, deben emplearse otras unidades, algunas de las cuales son nuevas y otras ya se usaban en otros campos. En la lista alfabética que figura a continuación se encuentran las variables más importantes para la tecnología de vacío, junto con sus símbolos y las unidades de uso obligado en la actualidad, incluidas las del Sistema Internacional (SI; véase más adelante) y las unidades legales derivadas de ellas. A la lista sigue una serie de notas, cuya finalidad es, por una parte, establecer una conexión con la práctica anterior cuando proceda y, por otra, dar explicaciones relativas al uso práctico del contenido de la lista alfabética. Las unidades de medición obligatorias se basan en las siete unidades básicas del SI. Son las siguientes:
a) Las unidades básicas del SI (Tabla 10.4.1)
b) Unidades derivadas de las unidades básicas del SI, en algunos casos con nombres especiales y símbolos de unidad (Tablas 10.4.2 y 10.4.4)
c) Unidades utilizadas en física atómica (Tabla 10.4.3)
d) Múltiplos decimales y partes decimales de unidades, algunas de ellas con denominaciones especiales
Ejemplos: 105 N (m-2 = 1 bar)
1 dm3 = 1 l (litro)
103 kg = 1 t (tonelada)
En las publicaciones de W. Haeder y E. Gärtner (DIN), IUPAP 1987 y S. German, P. Draht (PTB) figuran descripciones detalladas al respecto. Es necesario consultarlas siempre que haya dudas con relación al presente resumen adaptado a la tecnología del vacío.
10.4.1: Unidades básicas del SI
Tabla 10.4.2: Unidades derivadas coherentes con el SI con denominaciones especiales y símbolos (en orden alfabético)
Tabla 10.4.3: Unidades atómicas
Tabla 10.4.4: Unidades derivadas no coherentes con el SI con denominaciones especiales y símbolos
Lista alfabética de variables, símbolos y unidades utilizados frecuentemente en la tecnología de vacío y sus aplicaciones
Tabla 10.2: Lista alfabética de variables, símbolos y unidades utilizados frecuentemente en la tecnología de vacío y sus aplicaciones
Tabla V: Valores importantes
Notas sobre la lista alfabética
3/1: actividad
La unidad utilizada anteriormente era el curie (Co).
3/2: temperatura en grados centígrados o Celsius (°C)
El término "grados centígrado o Celsius" es una denominación especial para la unidad kelvin (K) del SI (véase el n.º 122) para indicar las temperaturas conforme a la escala de Celsius. El término "grados centígrados o Celsius" está legalmente aprobado.
3/3: presión
Deben cumplirse las disposiciones de la versión revisada de la norma DIN 1314. Las especificaciones de esta norma se aplican principalmente a los fluidos (líquidos, gases, vapores). En la DIN 1314 se indican los bares (1 bar = 0,1 MPa = 105 Pa) además de la unidad (derivada) del SI (1 Pa = 1 N · m-2) como denominación especial de una décima parte de megapascal (Mpa), de conformidad con la norma ISO/1000 (11/92), p. 7. De esta manera, el milibar (mbar), una unidad de gran utilidad para la tecnología de vacío, también es admisible: 1 mbar = 102 Pa = 0,75 torr. La unidad "torr" ya no está permitida.
Nota especial
Las únicas presiones que se miden y usan en cálculos de la tecnología de vacío son las absolutas.
En aplicaciones que implican presiones altas, se utilizan frecuentemente presiones que se basan en la presión atmosférica (presión ambiental) respectiva pamb. Según la norma DIN 1314, la diferencia entre una presión p y la presión atmosférica respectiva (presión ambiental) pamb se designa como sobrepresión pe: pe = p – pamb. La sobrepresión puede tener valores positivos o negativos.
Conversiones
1 kg · cm-2= 980,665 mbar = 981 mbar
1 at (atmósfera técnica) = 980,665 mbar = 981 mbar
1 atm (atmósfera física) = 1013,25 mbar = 1013 mbar
1 atmósfera por encima de la presión atmosférica (sobrepresión atmosférica) =
2026,50 mbar = 2 bar
1 metro de columna de agua = 9806,65 Pa = 98 mbar
1 mm Hg = 133,332 Pa = 1,333 mbar = 4/3 mbar
La presión como tensión mecánica (fuerza) generalmente se indica en pascal
(Pa) y en N · nm–2.
Conversiones:
1 Pa = 1 N · m–2 = 10–6 N · mm–2
1 kg · cm–2 = 98 100 Pa = 0,981 N · mm–2 = 0,1 N mm–2
1 kg · mm–2 = 9 810 000 Pa = 9,81 N · mm–2 = 10 N · mm–2
3/5: viscosidad dinámica
La unidad utilizada anteriormente era el poise (P).
3/5a: dosis de energía
El Rad (rd) ya no se admite.
3/6: peso
En este contexto, se debe cumplir la norma DIN 1305. Como consecuencia de su ambivalencia anterior, la palabra "peso" debe utilizarse únicamente para designar una variable de la naturaleza de una masa como resultado de ponderación para señalar cantidades de mercancías.
Las designaciones "peso específico" y "gravedad específica" ya no deben utilizarse. En su lugar, debe hablarse de densidad.
3/7: fuerza por peso
Consúltese la norma DIN 1305. Las unidades anteriores (el pondio [p], el kilopondio [kp] y el correspondiente kilogramo fuerza [también kp], además de otros múltiplos decimales de p) han dejado de usarse.
1 kp = 9,81 N
3/8: dosis de iones
La unidad utilizada anteriormente era el röntgen (R).
3/9: viscosidad cinética
La unidad utilizada anteriormente era el stokes (St).
3/10: fuerza
La dina, la unidad del Sistema Cegesimal de Unidades (CGS), ha dejado de usarse.
3/11: longitud/longitud de onda
La unidad Ångström (Å) (por ejemplo, para la longitud de onda) dejará de utilizarse en un futuro.
3/12: índice de fugas
En la hoja 102 de la norma DIN 40.046 (redacción del número de agosto de 1973), se emplea la unidad mbar · dm3 · s-1 (= mbar · l · s-1) para el índice de fugas. Téngase en cuenta que el índice de fugas correspondiente a la unidad de 1 mbar · l · s-1 a 20 °C es prácticamente el mismo que el de 1 cm3 · s-1 (NTP). (Véase también la referencia 3/17).
3/13: intensidad del campo magnético
La unidad utilizada anteriormente era el erstedio (Oe).
3/14: densidad del flujo magnético
La unidad utilizada anteriormente era el gauss (G).
3/15: flujo magnético
La unidad utilizada anteriormente era el maxwell (M).
3/16: volumen normalizado
Se debe cumplir la norma DIN 1343.
Se propone la designación m3 (NTP) o m3 (pn, Tn), aunque la expresión entre paréntesis no pertenece al símbolo de unidad m3, sino que señala que hace referencia al volumen de un gas en su estado normal
3/17: presión parcial
El índice "i" indica que es la presión parcial del gas "i-th" la que está contenida en una mezcla de gases.
3/18: permeabilidad al gas
El coeficiente de permeación se define como el caudal de gas m3· s-1 (caudal volumétrico pV) que pasa por una unidad de ensayo fija de un área (m2) y grosor (m) determinados a una diferencia de presión concreta (bar).
Según la DIN 53.380 y la hoja 1 (suplemento) de la DIN 7740, la permeabilidad al gas (véase el n.º 40) se define como "el volumen de un gas convertido a 0 °C y 760 torr que pasa por 1 m2 del producto de ensayo a una determinada temperatura y una cierta diferencia de presión en un día (24 horas)".
3/19: caudal pV/valor de pV
A este respecto, debe tenerse en cuenta lo dispuesto en la hoja 1 de la norma DIN 28.400. Los números 86 y 87 solo tendrán significancia física cuantitativa si la temperatura se indica en todos los casos.
3/20: masa atómica relativa
Anteriormente se la denominaba de forma errónea "peso atómico".
3/21: masa molecular relativa
Anteriormente se la denominaba de forma errónea "peso molecular".
3/22: constante de gas específica
Como constante de gas relacionada con la masa de la sustancia "i". Ri = Rm (Mi-1; masa molar Mi (n.º 74) de la sustancia "i". Véase también la norma DIN 1345.
3/23: capacidad calorífica específica
También se denomina "calor específico":
Calor específico (capacidad) a presión constante: cp.
Calor específico (capacidad) a volumen constante: cV.
3/24: diferencia de temperatura
Las diferencias de temperatura se indican en K, pero también se pueden expresar en °C. Los grados de designación (deg) ya no están permitidos.
3/25: cantidad de calor
Las unidades caloría (cal) y kilocaloría (kcal) ya no se utilizan.
3/26: ángulo
1 radián (rad) es igual al ángulo del plano que, como ángulo central de un círculo, corta un arco del círculo de 1 m de longitud. Véase también la norma DIN 1315 (8/82).
