Principio de Bernoulli
Un fluido en movimiento intercambia presión por velocidad: donde fluye más rápido, empuja menos hacia los lados, así que su presión cae. Por eso el aire que corre sobre un ala curva o el agua que se comprime al pasar por una tubería estrecha tira a menor presión que el fluido más lento de alrededor.
La fórmula
P + ½ · ρ · v² = constante
- P — presión (Pa): la fuerza de empuje que el fluido ejerce por unidad de área
- ρ — densidad (kg/m³): cuánta masa hay en cada metro cúbico del fluido
- v — velocidad (m/s): con qué rapidez fluye el fluido en ese punto
Ejemplo resuelto
Agua con densidad 1000 kilogramos por metro cúbico fluye a 2 metros por segundo por una tubería ancha y luego se acelera a 4 metros por segundo en una sección estrecha. ¿Cuánto cae la presión?
- ρ = 1000 kg/m³
- v₁ = 2 m/s
- v₂ = 4 m/s
- ΔP = ½ · ρ · (v₂² − v₁²)
- ΔP = ½ · 1000 kg/m³ · (16 − 4) m²/s²
ΔP = 6000 Pa
Ponte a prueba
El agua fluye desde una tubería ancha hacia una sección estrecha, así que su velocidad aumenta. ¿Qué le pasa a su presión en la sección estrecha?
- Aumenta
- Respuesta correcta: Disminuye
- Se mantiene igual
¡Correcto! Flujo más rápido significa menor presión — ese es el principio de Bernoulli en acción.
Misma agua, todavía 1000 kilogramos por metro cúbico, esta vez 1 metro por segundo en la tubería ancha, pero ahora se acelera a 3 metros por segundo en la parte estrecha. ¿Cuál es la caída de presión?
- Respuesta correcta: 4000 Pa
- 8000 Pa
- 1000 Pa
Exacto — ΔP = ½ · 1000 · (9 − 1) = ½ · 1000 · 8 = 4000 Pa.
Dónde lo ves
El ala de un avión es el caso clásico: el aire que fluye sobre la superficie superior curva se mueve más rápido que el aire de abajo, así que por este principio su presión cae, y el ala es empujada hacia arriba desde abajo con más fuerza de la que se la presiona desde arriba. Esa misma asociación de flujo rápido con baja presión atrae hacia adentro la cortina de la ducha sobre el agua corriendo y junta dos hojas de papel cuando soplas entre ellas.
Errores comunes
El error reflejo invierte el principio: como el fluido en la sección estrecha se mueve más rápido, seguro que ahí debe empujar con más fuerza — en realidad un flujo más rápido significa menor presión, porque la velocidad se pagó con presión. Cuida también el álgebra: la caída depende de la diferencia de las velocidades al cuadrado, v₂² − v₁² — primero eleva cada velocidad al cuadrado, después resta. Para velocidades de 2 y 4 m/s la diferencia de cuadrados es 16 − 4 = 12, no (4 − 2)² = 4.
Cómo se relaciona
Esta es la conservación de la energía aplicada a un fluido en movimiento: el término ½ · ρ · v² es la energía cinética por unidad de volumen, y la presión es la capacidad de empuje almacenada del fluido, intercambiándose una y otra vez a lo largo de una línea de corriente mientras su suma se mantiene constante. Completa la unidad de fluidos: presión en reposo, presión transmitida, presión como empuje y, por último, presión intercambiada por velocidad.