Presion

1. Contenido Teórico

¿Qué es la Presión?

Una de las formas más sencillas de definir la presión es imaginándose un gas encerrado en un recipiente. Las moléculas del gas chocan continuamente con las paredes, generando fuerzas. Si se toma una pared del recipiente, se cuantifica la fuerza que actúa en forma perpendicular sobre la misma en un instante dado y se divide por el área superficial de la pared, se obtiene lo que se conoce como presión. Entonces la presión puede definirse como la fuerza normal que ejerce una sustancia sobre una superficie por unidad de área de la misma.

Unidades

La presión suele expresarse en el SI en pascales (Pa), siendo un pascal equivalente a un newton por metro cuadrado (N/m2). En el sistema inglés, la presión se expresa en lilbra fuerza por pulgada cuadrada o libra fuerza por pie cuadrado, que por lo regular se abrevian psi y psf, respectivamente.

Cambio de la presión con la profundidad

Todos los puntos dentro de un fluido continuo con la misma cota, están sometidos a la misma presión. Sin embargo, la presión aumenta con la profundidad, debido a la fuerza de gravedad (peso del fluido). Casos muy conocidos son el aumento de la presión con la profundidad en una piscina o un lago y el cambio de la presión de la atmósfera con la altitud. El cambio de la presión con la altura entre dos puntos con distinta cota está expresado en la ecuación de la hidrostática, la cual establece que ΔP = γ∙h, donde ΔP es el incremento de presión, γ el peso específico del fluido y h es la distancia vertical entre los puntos. En los gases, debido a que su peso específico es bajo, suele despreciarse la variación de presión con la altura, sobre todo cuando se trabaja con sistemas de altura limitada, como son la mayoría de los casos de interés. Por lo tanto, la presión en un recipiente que contiene un gas puede considerarse uniforme.

Presión Absoluta y Manométrica

A la presión real en un punto determinado de un sistema se le llama presión absoluta, debido a que se mide respecto al cero absoluto de presión. Es necesario utilizar el adjetivo absoluta, debido a que la mayoría de los dispositivos usados para medir experimentalmente la presión indican lo que se conoce como presión manométrica. Una presión manométrica es la diferencia entre la presión absoluta del fluido y la presión atmosférica. Esto es:

PMAN = PABS – PATM o PABS = PMAN + PATM

Medición de la Presión

El conjunto de técnicas y procedimientos existentes para medir la presión de un fluido recibe el nombre de manometría y los instrumentos usados para medir la presión son conocidos como manómetros. Uno de los instrumentos usados para medir presión es el barómetro, el cual permite medir la presión atmosférica, también conocida, debido a esto, como presión barométrica o lectura barométrica. La presión atmosférica varía con la altitud y con las condiciones climáticas. Por ello, a la presión atmosférica en un determinado lugar de la tierra se le llama presión atmosférica local.

Uno de los dispositivos más usados para medir presión en el Manómetro de Bourdon, que consta de un tubo de volumen pequeño que forma un arco circular y que se fija en un extremo, en tanto que permanece suelto en el otro, para permitir su desplazamiento. Observe la figura adjunta. El fluido de presión desconocida puede ingresar en este tubo, por lo que un aumento de su presión provoca la reducción de la curvatura del arco, el desplazamiento del extremo móvil del tubo y, por último, el movimiento de la aguja indicadora, a través de una serie de articulaciones y engranajes. Esta aguja gira sobre una escala calibrada que proporciona una indicación mecánica de la presión. Entre sus ventajas están la precisión y un amplio rango de empleo y entre sus desventajas, la complejidad y el costo.

Figura 1. Manómetro de Bourdon

La forma más tradicional de medir presión de manera precisa utiliza un tubo de vidrio en forma de "U", donde se deposita una cantidad de líquido de densidad conocida. Este tipo de manómetro se utiliza para medir la presión en términos de la altura de una columna de líquido. Si un extremo del manómetro se somete a una presión mientras el otro está sometido a la presión atmosférica, se originará una diferencia de cota entre los niveles del líquido a ambos lados del tubo en “U”,

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