Bar
Symbol: barWorldwide
¿Qué es un/una Bar (bar)?
Definición Formal
El bar es una unidad métrica de presión definida como exactamente 100,000 pascales (100 kPa), o equivalentemente 10⁵ N/m². El bar no es una unidad oficial del SI, pero es aceptada para su uso con el Sistema Internacional de Unidades por el Buró Internacional de Pesas y Medidas (BIPM). Su magnitud está convenientemente cerca de una atmósfera estándar (101,325 Pa), lo que lo convierte en una unidad práctica para muchas aplicaciones de presión.
Un bar es aproximadamente igual a 0.986923 atmósferas estándar, 14.5038 psi, 750.062 mmHg, o 750.062 torr. La casi equivalencia con la presión atmosférica hace que el bar sea intuitivo: 1 bar es aproximadamente la presión que ejerce la atmósfera a nivel del mar. Esta estrecha correspondencia — combinada con la relación decimal limpia con el pascal — explica la duradera popularidad del bar en la ingeniería y la industria.
Submúltiplos y Múltiplos
El milibar (mbar), igual a 0.001 bar o 100 Pa, se utiliza ampliamente en meteorología y es numéricamente idéntico al hectopascal (hPa). La presión atmosférica estándar es de 1013.25 mbar (o 1013.25 hPa). El decibar (dbar), igual a 0.1 bar o 10,000 Pa, se utiliza en oceanografía porque un decibar aproxima estrechamente el aumento de presión por metro de profundidad de agua de mar. El megabar (Mbar), igual a 10⁶ bar o 10¹¹ Pa, se utiliza en física de alta energía y ciencia planetaria.
Etymology
Orígenes Griegos
La palabra "bar" deriva de la palabra griega "baros" (βάρος), que significa "peso" o "pesadez." La misma raíz aparece en palabras relacionadas en inglés como "barómetro" (instrumento para medir la presión atmosférica), "barógrafo" (barómetro de registro), y "isobara" (línea de presión igual en un mapa meteorológico). La conexión entre "peso" y "presión" es natural — la presión atmosférica fue históricamente conceptualizada como el peso de la columna de aire sobre un punto.
Introducción como Unidad
El bar fue introducido en 1909 por el meteorólogo británico Napier Shaw mientras servía como director de la Oficina Meteorológica. Shaw definió el bar como 10⁶ dinas por centímetro cuadrado en el sistema CGS (centímetro-gramo-segundo), que convenientemente equivale a 10⁵ pascales en el moderno sistema SI. El milibar de Shaw rápidamente se convirtió en la unidad estándar para la presión atmosférica en meteorología, reemplazando mediciones anteriores en pulgadas o milímetros de mercurio.
Precise Definition
Definición
El bar se define como exactamente 10⁵ Pa (100,000 pascales). Esta definición es exacta y no tiene incertidumbre. En unidades CGS, el bar equivale a 10⁶ din/cm² (dinas por centímetro cuadrado). El bar está listado en el folleto del SI como una unidad no SI aceptada para su uso con el SI, junto a unidades como el litro, la tonelada y el electronvoltio.
Relación con la Atmósfera
El bar y la atmósfera estándar son cercanos pero no idénticos: 1 bar = 0.986923 atm, y 1 atm = 1.01325 bar. La diferencia es aproximadamente 1.325%. Para la mayoría de los propósitos prácticos fuera de la metrología de precisión, el bar y la atmósfera pueden considerarse intercambiables. Esta casi equivalencia no es casual — el bar fue deliberadamente definido en un número redondo de pascales que aproxima la presión atmosférica.
Estándar IUPAC
Desde 1982, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) ha recomendado 1 bar (100 kPa) como la presión estándar para informar propiedades termodinámicas, reemplazando el estándar anterior de 1 atm (101.325 kPa). Este cambio afecta las entalpías estándar de formación, los potenciales electroquímicos y otros datos termodinámicos tabulados. Los libros de texto de química publicados después de 1982 utilizan 1 bar como la presión de referencia.
Historia
Medición Temprana de la Presión
Antes de que existiera el bar, la presión atmosférica se medía utilizando barómetros de mercurio. Evangelista Torricelli inventó el barómetro de mercurio en 1643, midiendo la presión en milímetros (o pulgadas) de mercurio. Durante más de 250 años, mmHg y inHg fueron las unidades de presión principales. La diversidad de unidades de presión — atmósferas, mmHg, inHg, psi, kgf/cm² — reflejaba el estado fragmentado de los estándares de medición.
Napier Shaw y el Milibar
En 1909, Napier Shaw introdujo el bar para uso meteorológico. El milibar (1/1000 bar) se convirtió en la unidad estándar de presión meteorológica porque su magnitud (100 Pa) era conveniente para expresar valores de presión atmosférica alrededor de 1000 mbar. La Organización Meteorológica Mundial (WMO) adoptó el milibar como el estándar internacional para la información meteorológica. A mediados del siglo XX, casi todos los servicios meteorológicos en todo el mundo utilizaban milibares.
Transición a Hectopascales
En las décadas de 1980 y 1990, la WMO recomendó la transición de milibares a hectopascales (hPa) para la información meteorológica. Dado que 1 mbar = 1 hPa exactamente, este fue un cambio solo de nombre — no se cambiaron valores numéricos. La motivación fue alinear la práctica meteorológica con el sistema SI. La mayoría de los países completaron la transición para el año 2000, aunque el término "milibar" persiste en el uso popular.
Adopción Industrial
En la industria europea, el bar se convirtió en la unidad estándar de presión para gases comprimidos, sistemas hidráulicos y ingeniería de procesos. La popularidad del bar en Europa contrasta con la persistencia del psi en los Estados Unidos y el Reino Unido. Los estándares industriales alemanes, franceses, italianos y japoneses utilizan ampliamente el bar. El buceo internacional utiliza el bar para la presión de cilindros y la planificación de inmersiones.
Uso actual
Buceo
El bar es el estándar internacional para la medición de presión en buceo. Los cilindros de aire están clasificados por su presión de trabajo en bar: los cilindros de aluminio estándar sostienen 200 bar, los cilindros de acero pueden sostener 232 o 300 bar. Las computadoras de buceo muestran la presión ambiental relacionada con la profundidad en bar. Un cilindro de 12 litros a 200 bar contiene 2,400 litros de aire a presión en superficie.
Gases Comprimidos Industriales
Los cilindros de gas comprimido en todo el mundo están clasificados en bar. Los cilindros de oxígeno médico típicamente sostienen gas a 137-200 bar. Los cilindros de nitrógeno y argón industriales se llenan a 200-300 bar. Los cilindros de acetileno, que están especialmente construidos debido a la inestabilidad del gas, operan a un máximo de 18 bar. Los cilindros de GLP (gas licuado de petróleo) sostienen líquido bajo presión a aproximadamente 5-15 bar.
Industria Automotriz
En Europa y muchas otras regiones, la presión de los neumáticos se expresa frecuentemente en bar. Una presión típica de neumáticos de automóviles de pasajeros de 2.2 bar equivale a 220 kPa o 32 psi. La presión de sobrealimentación de un turbocompresor se mide en bar: un motor sobrealimentado podría producir 1.5-2.5 bar de sobrealimentación (150-250 kPa por encima de la atmosférica). La presión hidráulica del sistema de frenos alcanza de 50 a 200 bar durante el frenado fuerte.
Espresso y Elaboración
Las máquinas de espresso profesionales operan a 9 bar (900 kPa) de presión, forzando agua caliente a través de café finamente molido. Esta presión específica se ha convertido en una característica definitoria del espresso — el estándar de 9 bar se estableció empíricamente en la década de 1960 y se considera óptimo para extraer crema de espresso. Las máquinas de espresso para el hogar pueden operar a 15 bar, con una válvula reductora de presión que reduce la presión de elaboración a 9 bar.
Everyday Use
Presión de Neumáticos
En países métricos, la presión de los neumáticos se expresa comúnmente en bar. Valores típicos: automóviles de pasajeros 2.0-2.5 bar, SUV 2.2-2.8 bar, bicicletas (de carretera) 6-8 bar, bicicletas (de montaña) 2-3 bar, motocicletas 2.0-2.9 bar. La mayoría de los manómetros de presión de neumáticos vendidos en Europa muestran bar junto a kPa.
Ollas a Presión
Las ollas a presión operan a aproximadamente 1 bar por encima de la presión atmosférica (2 bar absolutas). Los manuales de instrucciones para ollas a presión en países métricos especifican la presión de operación en bar o kPa. A 2 bar absolutas, el agua hierve a aproximadamente 120°C en lugar de 100°C, reduciendo los tiempos de cocción en un 50-70%.
Presión del Agua
La presión del agua en los hogares en países métricos se expresa en bar. La presión normal del agua doméstica es de 2-5 bar. La presión por debajo de 1.5 bar se considera baja y puede resultar en un rendimiento deficiente de la ducha. La presión por encima de 6 bar se considera alta y puede requerir una válvula reductora de presión. Las boquillas de las mangueras de jardín típicamente producen una pulverización a 3-4 bar.
Compresores de Aire
Los compresores de aire para el hogar y el taller están clasificados en bar en países métricos. Un pequeño compresor portátil podría producir 6-8 bar. Un compresor de taller para herramientas eléctricas típicamente entrega 8-10 bar. Las herramientas neumáticas profesionales requieren 6-7 bar para un funcionamiento óptimo. La pintura en spray requiere 2-4 bar dependiendo de la pistola y el tipo de pintura.
In Science & Industry
Termoquímica
Desde 1982, la presión estándar de la IUPAC para datos termodinámicos ha sido 1 bar (100 kPa), reemplazando el estándar anterior de 1 atm (101.325 kPa). Las entalpías estándar de formación, las energías de Gibbs y los potenciales electroquímicos ahora se tabulan a 1 bar. El cambio del 1.325% en la presión de referencia causó pequeñas pero medibles diferencias en los valores tabulados. Bases de datos de química como NIST WebBook y CRC Handbook utilizan el estándar de 1 bar.
Investigación de Alta Presión
En la física y química de alta presión, se utilizan kilobares (kbar) y megabars (Mbar) para describir condiciones extremas. Las celdas de yunque de diamante logran rutinariamente presiones de varios megabars (cientos de GPa). La presión en el núcleo de la Tierra es aproximadamente 3.6 Mbar (360 GPa). Los experimentos de compresión por choque en física de plasma miden presiones en megabars.
Oceanografía
En oceanografía, el decibar (0.1 bar = 10,000 Pa) es una unidad estándar porque el aumento de presión en el agua de mar es aproximadamente 1 dbar por metro de profundidad. Esta conveniente correspondencia permite a los oceanógrafos usar la presión como un proxy para la profundidad. Los instrumentos CTD (conductividad-temperatura-profundidad) oceánicos registran la presión en decibares. En el punto más profundo del océano (Fosa de las Marianas, ~10,935 m), la presión es aproximadamente 1,100 dbar (110 bar).
Tecnología de Vacío
Los científicos del vacío utilizan el milibar para describir presiones bajas. El vacío áspero es de 1000-1 mbar. El vacío medio es de 1-10⁻³ mbar. El alto vacío es de 10⁻³-10⁻⁹ mbar. El ultra alto vacío es inferior a 10⁻⁹ mbar. Los aceleradores de partículas y las cámaras de simulación espacial operan en condiciones de ultra alto vacío.
Interesting Facts
The bar was introduced in 1909 — the same year that Robert Peary claimed to reach the North Pole and the first commercial flights by Zeppelin airships began. It outlasted both of those achievements as a relevant contribution to daily life.
Espresso's defining 9-bar brewing pressure was established by Ernesto Valente of the FAEMA company in 1961 with the E61 espresso machine. Before that, espresso was brewed at lower, inconsistent pressures using lever machines.
A scuba diver breathing at 30 meters depth (4 bar absolute pressure) consumes air four times faster than at the surface. A standard 12-liter, 200-bar tank that would last 60 minutes at the surface lasts only about 15 minutes at that depth.
The bar is almost exactly equal to one 'technical atmosphere' (1 at = 1 kgf/cm² = 98,066.5 Pa = 0.980665 bar), an older unit still found on some European pressure gauges and in Soviet-era technical documentation.
At 10,000 bar (1 GPa), water freezes even at room temperature, forming a high-pressure ice phase called Ice VI. There are at least 19 known crystalline phases of ice, most of which exist only at pressures measured in kilobars.
The pressure inside a champagne bottle is approximately 6 bar — roughly three times the pressure in a car tire. This is why champagne corks can travel at speeds of up to 50 km/h and cause serious eye injuries.
Commercial aircraft cabins are pressurized to approximately 0.75-0.80 bar (equivalent to an altitude of 1,800-2,400 meters), which is why some passengers experience ear discomfort and reduced oxygen saturation during flights.
Conversion Table
| Unit | Value | |
|---|---|---|
| Pascal (Pa) | 100.000 | bar → Pa |
| Kilopascal (kPa) | 100 | bar → kPa |
| Atmosphere (atm) | 0,986923 | bar → atm |
| Pound per Square Inch (psi) | 14,5038 | bar → psi |
| Torr (Torr) | 750,062 | bar → Torr |