Presión Hidrostática: ¿Qué es y cómo se calcula?

Vamos a hablar en este post sobre la presión hidrostática. ¿Qué es y cómo se calcula? ¿En qué consiste? ¿Por qué es tan relevante estudiarla? Todos estos son aspectos que es necesario tenerles  en cuenta. Se trata de un tipo de presión muy especial, ya que afecta los estanques de agua, peceras, la actividad de los submarinos  y el diseño de envases en general.

Vale decirse que existen ciertas características de la presión de este tipo que es necesario dominar para poder entenderla. Quizás, lo primero que se debe dejar en claro es que se trata de una presión que aparece cuando el líquido o fluido está completamente estático.  Por ende, no es necesario que se apliquen fuerzas externas o que aparezca algún movimiento.  Es decir, es un tipo de presión que el líquido siempre desarrolla al estar estático.

Otro dato importante es que se trata de una presión que tiende a ir hacia afuera en el caso de un líquido contenido. Por otra parte, es una presión que se aplica sobre toda la superficie externa de un cuerpo que se encuentra sumergido en un determinado líquido. En tal sentido, se puede decir que una de sus unidades de medida es la cantidad de fuerza (presión) sobre superficie.

Todo lo antes dicho configura un panorama general del tema que hemos decidido plantear en este post. En dado caso, lo primero que deseamos llevar a cabo es definir de manera correcta que lo que es la presión hidrostática. Luego, vamos a detallar la fórmula aritmética para calcularla. Asimismo, nos interesa terminar de dilucidar este tema a nuestros lectores y daremos algunos ejemplos prácticos al respecto.

Sin más que agregar, invitamos a nuestros lectores a que repasen los párrafos a continuación. De esa manera, podrán conocer más acerca del tema que estamos tratando. A fin de cuentas, conocer y dominar la presión hidrostática es de gran utilidad en el mundo de la física y la ingeniería actual. Se trata de un cálculo que debe ser realizado por aquellos ingenieros que se dedican a calcular estanques de represas. Así como para aquellos que deben diseñar naves que deben desplazarse sobre las aguas.

Qué es la presión hidrostática

Podemos afirmar que es aquella que ejerce un líquido o fluido que se encuentra en reposo. Es una presión natural, que el líquido ejerce de manera propia, sin que sea necesario que se aplique una fuerza o movimiento. Hay que agregar que todos los fluidos ejercen presión hidrostática. No existe ningún fluido que no lo haga. Es una fuerza natural e inevitable, al igual que la gravedad.

Desde un punto de vista práctico, podemos decir que se trata de la presión que ejerce un fluido sobre las paredes del fondo del recipiente que lo contiene. Igualmente, es la misma presión que ejerce sobre todo objeto sumergido en dicho fluido. Siempre una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o la superficie del objeto sumergido. Hay que decir que deja de ser una fuerza perpendicular si el fluido empiece estar en movimiento.

¿De qué depende? En buena medida depende de la densidad del fluido en cuestión y de la altura del mismo con referencia al punto de medida. En líneas generales, se puede afirmar que los fluidos más densos tienen mayor capacidad ejercer dicha presión.

Esta es continua y constante. Por ejemplo, dentro de una piscina todas las paredes sufren una presión constante por la fuerza del agua aplicando la presión hidrostática sobre el perímetro de la piscina. Si el fluido se encuentra en reposo, insistimos en que esta presión va ser constante. En cambio, va a variar si empieza a manifestarse cierta cantidad de movimiento. Esto se debe que aparecen vectores con coordenadas que alteran la distribución de las fuerzas.

Qué es la presión hidrostática y para que sirve

Fórmula de la presión hidrostática para calcularla

Se sabe que en la disciplina de la física, se utiliza la matemática para hacer cálculos y determinar la naturaleza y cantidad de una determinada fuerza. Puede considerarse como una fuerza que se ejerce desde un fluido almacenado en un determinado recipiente. Por lo tanto, existe una fórmula aritmética para poder calcularla.

¿Cómo es la fórmula para calcularla? Desde un punto de vista matemático, es bastante sencilla de aplicar. En lo que se debe tener cuidado es en poder comprenderla, saber cómo son sus valores y la manera correcta de utilizarla en un determinado momento. La fórmula te la presentamos a continuación:

P= d x g x h

Como se puede notar, es una fórmula que solamente implica la multiplicación de un conjunto de factores. El asunto es entender correctamente cuáles son los factores involucrados en el cálculo de la presión. Cada uno de ellos los describimos en la siguiente lista:

  • P= es la presión hidrostática propiamente dicha, la cual se suele medir en “pascales”. Un pascal es una unidad de medida que equivale a la presión que ejerce una fuerza de 1 Newton sobre 1 metro cuadrado, siendo esta fuerza perpendicular a la superficie indicada.
  • d = es la densidad del líquido o fluido que ejerce presión sobre las paredes de su contenedor u objetos sumergido en su interior. Esta densidad se mide en unidades de fuerza sobre metro cuadrado.
  • g= es la aceleración de la gravedad, medida en metros sobre segundo cuadrado. Estas una constante muy utilizada en la física convencional.
  • h= es la altura del fluido que está contenido. Como ya mencionamos antes, suele ocurrir que la presión hidrostàtic aumenta a medida que la altura del fluido es mucho mayor.

Algunas personas, para ser más precisos, le agregan a esta fórmula una sumatoria. Al resultado de la multiplicación antes indicada, le suman la presión atmosférica.

Como se puede notar, lo importante es conocer cuáles valores de cada una de las variables que forman parte de la fórmula. Del resto, es una simple elemental multiplicación que cualquier persona puede hacer con los rudimentos matemáticos que se obtienen en la escuela.

Ejemplos de la presión hidrostática

Son muchos los ejemplos de nuestro derredor donde se aplica es concepto. Tan solo vamos a dar algunos ejemplos al respecto, pero insistimos en que se trata de un tipo de fuerza bastante común en el entorno. Por ello, invitamos a nuestros lectores a que vean el entorno en el cual se mueven y se desenvuelven; así se percatarán de que esta presión  es algo bastante  cotidiano.

  • En cualquier tanque de agua, el cual debe ser calculado para que sus paredes resistan la presión del líquido que contiene.
  • Cuando los buzos bajan a grandes profundidades en el mar, sus trajes y cuerpos deben soportar una enorme presión.
  • La coraza de los submarinos debe estar diseñada para soportar la presión del mar, de lo contrario colapsarían durante la navegación.
  • En una piscina, el agua contenida hace presión hacia los laterales de la misma. Por ello, sus paredes deben soportar esta fuera.
  • Las paredes de una represa deben soportar la presión del agua, ya que de lo contrario sus paredes se agrietarían.
  • Las llantas de un auto han de soportar la presión del aire que tienen en su interior.
  • Una botella de gaseosa soporta una doble presión: del líquido y del gas agregado al mismo. Por ello, muchas veces cuando estas botellas se vacían tienen un aspecto “desinflado”.
  • Todos los niños y adultos alguna vez en su vida han inflado un globo. En dado caso, es la presión del aire en el interior del globo lo que hace que el mismo se infle. Es de apreciar que el material del globo no soporta dicha presión, pues se deforma e incluso estalla si la cantidad de aire es demasiada.

Muchas veces se habla de líquidos para entender este tipo de presión. No obstante, sucede que el término más adecuado es fluido. En el caso del globo que acabamos de mencionar, el aire no es un líquido pero si fluye. Por ello, es capaz de dar este tipo de presión. Y que todo fluido tiende a seguir fluyendo, y al estar estático sustituye su movimiento por una presión lateral. Esto es algo que ocurre en todo fluido que queda almacenado en un recipiente o espacio bordeado de límites.

Con todo lo que hemos mencionado esperamos que nuestros lectores hayan entendido mejor el tema. No cabe duda que es un asunto medular en la física de la ingeniería. Muchos cálculos estructurales se hacen teniendo en cuenta esta presión. Por ejemplo, se usa cuando se hacen construcciones que tienen su base sumergida en pilotes subacuáticos. Por todos estos motivos, es necesario conocer y dominar sus conceptos

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