Anexo 1 del curso de Hidráulica básica para bomberos. Concepto de presión. Concepto de fuerza. Concepto Fuerza de gravedad.
HIDRÁULICA PARA BOMBEROS CONCEPTOS DE PRESIÓN
Curso de hidráulica básica para bomberos
El objetivo de este tema, es realizar un resumen de algunos de los conceptos de la hidráulica aplicables al trabajo de los bomberos.
1. CONCEPTO DE PRESIÓN PARA BOMBEROS
La palabra “presión” tiene una variedad de significados.
Normalmente uno relaciona por presión la aplicación de una fuerza sobre algo por medio de alguna otra cosa, posteriormente sugiere sinónimos tales como compresión, empuje o aplastamiento. La presión puede ser fácilmente confundida con fuerza.
• Pero la fuerza es una medida de peso y está expresada generalmente en ese tipo de unidades. La medición de fuerza está directamente relacionada con la fuerza de la gravedad.
• FUERZA DE GRAVEDAD: Esta es la cantidad de atracción que la tierra ejerce sobre todos los cuerpos.
Algunas unidades que expresan la fuerza son: tonelada, kilo, libra, onza, etc.
• Presión, en cambio, es:
• PRESIÓN: la distribución de esa fuerza en área.
La presión puede estar expresada en:
Si una cierta cantidad de objetos del mismo tamaño y peso, son puestos sobre una superficie plana, la fuerza que ejercen sobre la superficie será equivalente.
Un mismo cuerpo rectangular de igual peso y tamaño colocado sobre una superficie plana ejercerá, no importe la forma en que se lo coloque sobre dicha superficie, la misma fuerza pero no, la misma presión.
Supongamos un mismo cuerpo de forma rectangular de 10 cm x 10 cm x 30 cm que contiene 3000 cm³ de agua (cuerpo negro).
Puesto en forma horizontal (fig.1) o vertical, (fig.2), ejerce una fuerza de 3 kg.
Normalmente uno relaciona por presión la aplicación de una fuerza sobre algo por medio de alguna otra cosa, posteriormente sugiere sinónimos tales como compresión, empuje o aplastamiento. La presión puede ser fácilmente confundida con fuerza.
• Pero la fuerza es una medida de peso y está expresada generalmente en ese tipo de unidades. La medición de fuerza está directamente relacionada con la fuerza de la gravedad.
Algunas unidades que expresan la fuerza son: tonelada, kilo, libra, onza, etc.
• Presión, en cambio, es:
La presión puede estar expresada en:
- kilos por cm cuadrado (kgf/cm²)
- Bar
- libras por pulgada cuadrada (psi)
- metros de columna de agua (mca)
Si una cierta cantidad de objetos del mismo tamaño y peso, son puestos sobre una superficie plana, la fuerza que ejercen sobre la superficie será equivalente.
Un mismo cuerpo rectangular de igual peso y tamaño colocado sobre una superficie plana ejercerá, no importe la forma en que se lo coloque sobre dicha superficie, la misma fuerza pero no, la misma presión.
Supongamos un mismo cuerpo de forma rectangular de 10 cm x 10 cm x 30 cm que contiene 3000 cm³ de agua (cuerpo negro).
Puesto en forma horizontal (fig.1) o vertical, (fig.2), ejerce una fuerza de 3 kg.
Fig. 1: Área de contacto 10 cm x 30 cm= 300 cm²
Fig. 2: Área de contacto 10 cm x 10 cm = 100 cm²
Pero si está colocado horizontalmente (fig.1) se apoya sobre 300 cm² (10x30) y si verticalmente, si se apoya sobre 100 cm² (10x10), ejerciendo una presión diferente sobre la superficie plana que sirve de apoyo.
Es decir, que mientras que la fuerza ejercida por 3000 cm³ de agua es de 3 kgf en ambos casos, la presión sobre el cual está apoyado difiere.
En el caso de la figura 1 equivale a:
3 kgf
------- = ejerce una presión de 0.01 kgf/cm²
300 cm²
En el caso de la fig.2:
3 kgf
------- = ejerce una presión de 0,03 kgf/cm²
100 cm²
Para un mismo peso que se distribuye sobre distintas superficies, la presión es menor cuando este peso actúa distribuido sobre una superficie mayor.
Fig. 2: Área de contacto 10 cm x 10 cm = 100 cm²
Pero si está colocado horizontalmente (fig.1) se apoya sobre 300 cm² (10x30) y si verticalmente, si se apoya sobre 100 cm² (10x10), ejerciendo una presión diferente sobre la superficie plana que sirve de apoyo.
Es decir, que mientras que la fuerza ejercida por 3000 cm³ de agua es de 3 kgf en ambos casos, la presión sobre el cual está apoyado difiere.
En el caso de la figura 1 equivale a:
3 kgf
------- = ejerce una presión de 0.01 kgf/cm²
300 cm²
En el caso de la fig.2:
3 kgf
------- = ejerce una presión de 0,03 kgf/cm²
100 cm²
Para un mismo peso que se distribuye sobre distintas superficies, la presión es menor cuando este peso actúa distribuido sobre una superficie mayor.
2. ¿POR QUÉ PRESIÓN ES EL PESO SOBRE LA SUPERFICIE?
Por lo señalado, la unidad compuesta de presión es una fuerza en una determinada unidad de área (superficie).
Hemos establecido que presión es fuerza por unidad de área y que el peso de un metro cúbico de agua es 1000 kg.
Ya que un metro cuadrado contiene por cada cara, 10000 cm²; entonces el peso del agua en un cubo de (1m x 1m x 1m), es igual a 1000 kg. Dividido 10000 cm², y la presión de la cara de este cubo sobre la superficie donde está apoyado será de 0,1 kgf/cm².
A la vez la altura requerida para ejercer una presión de 1 kgf/cm² es igual a:
1 dividido 0,1 kgf/cm², o sea, 10 m.
Entonces, se puede concluir que la presión esta directamente relacionada con el peso y la superficie, ya que presión es peso sobre superficie.
Hemos establecido que presión es fuerza por unidad de área y que el peso de un metro cúbico de agua es 1000 kg.
Ya que un metro cuadrado contiene por cada cara, 10000 cm²; entonces el peso del agua en un cubo de (1m x 1m x 1m), es igual a 1000 kg. Dividido 10000 cm², y la presión de la cara de este cubo sobre la superficie donde está apoyado será de 0,1 kgf/cm².
A la vez la altura requerida para ejercer una presión de 1 kgf/cm² es igual a:
1 dividido 0,1 kgf/cm², o sea, 10 m.
Entonces, se puede concluir que la presión esta directamente relacionada con el peso y la superficie, ya que presión es peso sobre superficie.
