FÍSICA · PRESIÓN Y FLUIDOS
¿Qué presión hay realmente respecto del vacío? Estos ejemplos muestran cómo pasar de una lectura manométrica a una absoluta, interpretar el vacío parcial y calcular la presión en líquidos y gases. Incluyen veinte ejercicios y dos contrastes para evitar errores.
pabs = pman + patm
La presión manométrica es la diferencia respecto del ambiente; la absoluta usa el vacío como referencia de presión cero. Ese cero no es el cero absoluto de temperatura. Una referencia distinta no vuelve una medición automáticamente más precisa.
En las sumas siguientes se conserva el dato atmosférico de cada enunciado. Las primeras cuatro cantidades se identifican expresamente como manométricas. Los resultados muestran la aritmética del problema; no atribuyen precisión experimental a los datos.
EJEMPLO 01
Un sensor relativo al ambiente indica 240 Pa. Para este ejercicio, la presión atmosférica se fija en 101 325 Pa.
pabs = pman + patm
pabs = 240 Pa + 101 325 Pa = 101 565 Pa
Resultado: 101 565 Pa absolutos
Condiciones: Se precisa que la presión dada es manométrica. La atmósfera estándar es un dato del problema, no una medición local.
EJEMPLO 02
Un sensor relativo al ambiente indica 289 Pa. Para este ejercicio, la presión atmosférica se fija en 101 325 Pa.
pabs = pman + patm
pabs = 289 Pa + 101 325 Pa = 101 614 Pa
Resultado: 101 614 Pa absolutos
Condiciones: Se precisa que la presión dada es manométrica. La atmósfera estándar es un dato del problema, no una medición local.
EJEMPLO 03
Un sensor relativo al ambiente indica 264 Pa. Para este ejercicio, la presión atmosférica se fija en 101 325 Pa.
pabs = pman + patm
pabs = 264 Pa + 101 325 Pa = 101 589 Pa
Resultado: 101 589 Pa absolutos
Condiciones: Se precisa que la presión dada es manométrica. La atmósfera estándar es un dato del problema, no una medición local.
EJEMPLO 04
Un sensor relativo al ambiente indica 153 Pa. Para este ejercicio, la presión atmosférica se fija en 101 325 Pa.
pabs = pman + patm
pabs = 153 Pa + 101 325 Pa = 101 478 Pa
Resultado: 101 478 Pa absolutos
Condiciones: Se precisa que la presión dada es manométrica. La atmósfera estándar es un dato del problema, no una medición local.
EJEMPLO 05
En un líquido en reposo, la presión aumenta 5028 Pa desde su superficie hasta el punto de estudio. La superficie está abierta al aire a 101 325 Pa.
pabs = psuperficie + incremento hidrostático
pabs = 101 325 Pa + 5028 Pa = 106 353 Pa
Resultado: 106 353 Pa absolutos
Condiciones: El incremento no es la presión absoluta del líquido. Se suma la presión absoluta que actúa en la superficie.
EJEMPLO 06
El incremento por la columna líquida es 2,015 bar. Se adopta una presión superficial atmosférica aproximada de 1,013 bar.
pabs = psuperficie + incremento hidrostático
pabs = 1,013 bar + 2,015 bar = 3,028 bar
Resultado: 3,028 bar absolutos
Condiciones: Líquido en reposo con superficie abierta. Se mantiene 1,013 bar como dato redondeado del ejercicio; 1 atm equivale exactamente a 1,01325 bar. La suma no acredita una precisión de medida.
EJEMPLO 07
El incremento por la columna líquida es 4,5 bar. Se adopta una presión superficial atmosférica aproximada de 1,013 bar.
pabs = psuperficie + incremento hidrostático
pabs = 1,013 bar + 4,5 bar = 5,513 bar
Resultado: 5,513 bar absolutos
Condiciones: Líquido en reposo con superficie abierta. Se mantiene 1,013 bar como dato redondeado del ejercicio; 1 atm equivale exactamente a 1,01325 bar. La suma no acredita una precisión de medida.
EJEMPLO 08
El incremento por la columna líquida es 6 bar. Se adopta una presión superficial atmosférica aproximada de 1,013 bar.
pabs = psuperficie + incremento hidrostático
pabs = 1,013 bar + 6 bar = 7,013 bar
Resultado: 7,013 bar absolutos
Condiciones: Líquido en reposo con superficie abierta. Se mantiene 1,013 bar como dato redondeado del ejercicio; 1 atm equivale exactamente a 1,01325 bar. La suma no acredita una precisión de medida.
EJEMPLO 09
Un instrumento indica 400 mmHg manométricos. Para el ejercicio se toma patm = 760 mmHg.
pabs = pman + patm
pabs = 400 mmHg + 760 mmHg = 1160 mmHg
Resultado: 1160 mmHg absolutos
Condiciones: Las dos lecturas están en la misma unidad; 760 mmHg es una aproximación habitual de la atmósfera estándar.
EJEMPLO 10
Un instrumento indica 320 mmHg manométricos y la presión atmosférica adoptada es 760 mmHg.
pabs = pman + patm
pabs = 320 mmHg + 760 mmHg = 1080 mmHg
Resultado: 1080 mmHg absolutos
Condiciones: El dato es 320 mmHg. Introducir 3200 mmHg daría 3960 mmHg y correspondería a otro problema.
EJEMPLO 11
Un recipiente abierto se encuentra en un lugar donde el barómetro marca 94 kPa. Su presión manométrica es cero.
pabs = 0 kPa + 94 kPa = 94 kPa
Resultado: 94 kPa absolutos
Condiciones: Sin flujo ni diferencias de altura relevantes: cero manométrico no significa vacío.
EJEMPLO 12
Una cámara gaseosa tiene pman = −72 kPa y la atmósfera local vale 100 kPa.
pabs = −72 kPa + 100 kPa = 28 kPa
Resultado: 28 kPa absolutos
Condiciones: La cámara tiene vacío parcial: su presión absoluta es menor que la atmosférica y sigue siendo positiva.
EJEMPLO 13
La escala informa 55 kPa de vacío, definidos como la diferencia positiva entre la atmósfera y el interior. La atmósfera local vale 96 kPa.
pman = −55 kPa
pabs = 96 kPa − 55 kPa = 41 kPa
Resultado: 41 kPa absolutos
Condiciones: Primero se interpreta la convención del instrumento. No se suman 55 kPa positivos a la atmósfera.
EJEMPLO 14
Un manómetro indica 2,4 bar y el barómetro local 80 kPa.
2,4 bar × 100 kPa/bar = 240 kPa manométricos
pabs = 240 kPa + 80 kPa = 320 kPa
Resultado: 320 kPa absolutos
Condiciones: La referencia es la presión local de 80 kPa, no 101,325 kPa por costumbre.
En un fluido en reposo y de densidad constante, la presión aumenta con la profundidad:
pabs = psuperficie + ρgh
La presión superficial debe ser absoluta. Solo coincide con la atmosférica si el líquido está abierto a ese ambiente. Con varias capas se añade el incremento de cada una.
EJEMPLO 15
En agua en reposo: ρ = 1000 kg/m³, h = 3 m, g = 9,81 m/s². La superficie está sometida a 100 kPa absolutos.
Δp = ρgh = 1000 × 9,81 × 3 = 29 430 Pa = 29,43 kPa
pabs = 100 kPa + 29,43 kPa = 129,43 kPa
Resultado: 129,43 kPa absolutos
Condiciones: Densidad constante y profundidad vertical. El resultado procede de los datos idealizados; no incluye incertidumbre instrumental.
EJEMPLO 16
El mismo líquido del ejemplo anterior tiene 3 m de profundidad, pero un gas sobre él ejerce 200 kPa manométricos. La atmósfera exterior vale 100 kPa.
psuperficie = 200 + 100 = 300 kPa absolutos
Δp = 1000 × 9,81 × 3 = 29,43 kPa
pabs = 300 + 29,43 = 329,43 kPa
Resultado: 329,43 kPa absolutos
Condiciones: Depósito cerrado; la presión en la superficie es la del gas, no automáticamente la atmosférica.
EJEMPLO 17
Un depósito abierto tiene 1 m de aceite de densidad 800 kg/m³ sobre 1 m de agua de densidad 1000 kg/m³. La presión superficial es 100 kPa; g = 9,81 m/s².
Δpaceite = 800 × 9,81 × 1 = 7848 Pa
Δpagua = 1000 × 9,81 × 1 = 9810 Pa
pabs = 100 000 + 7848 + 9810 = 117 658 Pa
Resultado: 117,658 kPa absolutos
Condiciones: Capas inmiscibles en reposo y densidades constantes. Se acumula el incremento de cada capa hasta el fondo; no se suman presiones absolutas completas.
EJEMPLO 18
Un gas ideal ocupa 6 L a 100 kPa manométricos, con atmósfera de 100 kPa. Se comprime hasta 4 L manteniendo la temperatura y la cantidad de gas.
pabs,1 = 100 + 100 = 200 kPa
pabs,2 = pabs,1 × V₁/V₂ = 200 × 6/4 = 300 kPa
pman,2 = 300 − 100 = 200 kPa
Resultado: 300 kPa absolutos
Condiciones: La ley de Boyle usa presiones absolutas. Multiplicar directamente los 100 kPa manométricos por 6/4 daría una lectura incorrecta.
EJEMPLO 19
Una muestra ideal de 0,50 mol ocupa 0,010 m³ a 300 K. Usa R = 8,314 Pa·m³/(mol·K).
pabs = nRT/V
pabs = 0,50 × 8,314 × 300 / 0,010 = 124 710 Pa
pabs = 124,71 kPa
Resultado: 124,71 kPa absolutos
Condiciones: La ecuación ya entrega presión absoluta: no se le suma otra vez la atmósfera. Valor calculado con los datos del modelo, sin atribuirles incertidumbre experimental.
EJEMPLO 20
Un pistón sin rozamiento, de peso despreciable y área 0,010 m², recibe una carga adicional de 200 N. Encima actúa aire a 100 kPa; debajo hay gas en equilibrio.
pabs A = patm A + F
pabs = patm + F/A
pabs = 100 000 + 200/0,010 = 120 000 Pa
Resultado: 120 kPa absolutos
Condiciones: Aquí F/A sí es el exceso sobre la atmósfera, porque lo demuestra el balance de fuerzas sobre el pistón.
CONTRASTE 01
Se informa pman = −120 kPa con patm = 100 kPa.
pabs = −120 + 100 = −20 kPa
Resultado: Datos incompatibles con el modelo
Condiciones: En estos problemas de gases, la presión absoluta no puede ser negativa. Deben revisarse signo, unidades, referencia y lectura; no presentar −20 kPa como un vacío físicamente obtenido.
CONTRASTE 02
Un bloque transmite 200 N sobre 0,010 m².
Esfuerzo normal medio por la carga = F/A
200 N / 0,010 m² = 20 000 Pa = 20 kPa
Resultado: 20 kPa de esfuerzo normal medio por la carga
Condiciones: Este cálculo describe el contacto sólido y la contribución de la carga. No define una presión absoluta de un fluido ni justifica sumar automáticamente la atmósfera. Cualquier contribución del aire debe analizarse con las superficies y fuerzas reales.
Un barómetro mide la presión atmosférica; un barógrafo registra su evolución. Para convertir una lectura del equipo, usa la presión local en el lugar de medida, no una cifra meteorológica corregida al nivel del mar. La presión cambia con la altitud y con el tiempo, pero no tiene que ser diferente todos los días.
Un instrumento de presión absoluta incorpora una referencia evacuada. Una aguja, un aspecto de «reloj» o una fotografía del aparato no bastan para saber si su lectura es absoluta o manométrica: hay que identificar su tipo y escala.
Los gases, los líquidos y los esfuerzos de un sólido no se describen con la misma suma indiscriminada. En un pistón, la contribución del aire aparece en el balance de fuerzas; en un bloque apoyado, F/A expresa un esfuerzo de contacto y exige analizar qué fuerzas se están contando.
«Absoluta» describe la referencia, no una unidad nueva. Puede expresarse en Pa, bar, atm, mmHg o psi. En equipos aparecen etiquetas como psia para absoluta y psig para manométrica; conviene confirmar siempre qué significan.
1 N/m²
Unidad del SI
1000 Pa
Exacto
100 000 Pa
Exacto
101 325 Pa
Exacto: atmósfera estándar
≈ 133,3224 Pa
Milímetro de mercurio convencional
≈ 6894,757 Pa
Libra-fuerza por pulgada cuadrada
98 066,5 Pa
Exacto: kilogramo-fuerza, no masa
La atmósfera estándar equivale exactamente a 1,01325 bar. El valor 1,013 bar de algunos ejercicios está redondeado. También se usa 760 mmHg como equivalencia aproximada de 1 atm; convertir unidades no cambia la referencia de la presión.
Selección y desarrollo: Editorial Ejemplode. Consultadas el 7 de octubre de 2026.