Fluido es el término que engloba a los líquidos y los gases. Las leyes físicas de la mecánica de fluidos mecánica de fluidos se aplican a ambos estados agregados. Cuando los fluidos están en posición de reposo, es decir, cuando no hay flujo, sólo la presión estática (p stat) actúa sobre los fluidos, de forma uniforme en todas las direcciones.
En cuanto el medio fluye, por ejemplo en una tubería, las condiciones se complican un poco más. La energía cinética aumenta el efecto de la fuerza en la dirección del flujo. Si esta fuerza se encuentra con un objeto situado en el flujo, actúa una presión sobre su superficie: es lo que se denomina presión dinámica (pdyn). Se calcula a partir de la densidad ρ y la velocidad v del medio:
pdyn = ρ/2 ⋅ v2
Sin embargo, no se detecta ninguna fuerza adicional perpendicular al flujo. Aquí sólo influye la presión estática. La suma de ambas presiones se denomina presión total (ptot).
ptot=pstat+pdyn
La presión estática es relevante para la mayoría de las mediciones de presión. La excepción son las mediciones de la velocidad del flujo, que se calculan utilizando la presión dinámica. Algunos ejemplos de aplicación son las mediciones de la velocidad de los aviones o la adquisición de la velocidad del viento en las centrales eólicas. En ambos casos, se utiliza el tubo de Pitot de Prandtl, en el que la presión estática contrarresta la presión total y, como resultado, sólo se muestra la presión dinámica.
Fig. 1: Medición del caudal
(1) Sonda de presión para medir la presión estática
(2) Tubo de Pitot para medir la presión total
(3) Tubo de Pitot de Prandtl para medir la presión dinámica
p + ρgh + (ρ × v2)/2 = constant
La varilla p + ρgh es responsable de la presión estática y la varilla (ρ × v2)/2 de la presión dinámica. Dado que la suma de las dos presiones tiene un valor constante e invariable, se puede suponer que la presión estática disminuye cuando aumenta la velocidad del fluido. Utilizando la ley anterior, se puede calcular, por ejemplo, la velocidad del líquido que sale por la abertura del fondo de un depósito en función de la altura de la columna de líquido en el depósito.
La presión estática en un sistema de calefacción central es un componente extremadamente importante para el correcto funcionamiento del sistema. Por ejemplo, la presión estática debe ser inferior a la presión de apertura de la válvula de seguridad y, al mismo tiempo, superior a la presión de la columna de agua. Conocer la presión de la columna de agua es indispensable para evitar averías en el sistema y una reducción de la potencia de calefacción.
