¿Qué es la presión dinámica?
La presión dinámica (que suele representarse con la letra q) es la energía cinética por unidad de volumen de un fluido en movimiento. Refleja el aumento de presión que se produce cuando un fluido se detiene por completo y constituye uno de los pilares de la aerodinámica, la hidrodinámica y el diseño de sistemas de climatización (HVAC). La ecuación que la rige es $$q = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^{2}$$ donde \(\rho\) es la densidad del fluido y \(v\) es la velocidad del flujo.
Cómo usar esta calculadora
Introduce la densidad del fluido en kilogramos por metro cúbico y la velocidad del flujo en metros por segundo; obtendrás la presión dinámica en pascales (y también en kilopascales). Para el aire al nivel del mar y a 15 °C, la densidad es de unos 1,225 kg/m³. Para el agua dulce, utiliza aproximadamente 1000 kg/m³. Asegúrate de que ambos datos estén en unidades del SI coherentes para que el resultado salga en pascales.
La fórmula explicada
Como la energía cinética crece con el cuadrado de la velocidad, la presión dinámica aumenta muy rápido a medida que sube la velocidad: si duplicas la velocidad, \(q\) se multiplica por cuatro. El factor \(\frac{1}{2}\) procede directamente del término de energía cinética \(\frac{1}{2}mv^{2}\) expresado por unidad de volumen (la masa por volumen es la densidad). La presión dinámica no es lo mismo que la presión estática; en la ecuación de Bernoulli ambas se suman para dar la presión total (o de estancamiento).
Ejemplo resuelto
Una aeronave vuela a 50 m/s a través de aire con una densidad de 1,225 kg/m³. Entonces $$q = \frac{1}{2} \times 1{,}225 \times 50^{2} = 0{,}5 \times 1{,}225 \times 2500 = 1531{,}25 \text{ Pa}$$ es decir, alrededor de 1,53 kPa. Este es el valor que un ingeniero aerodinámico multiplica por la superficie y por un coeficiente para estimar la sustentación o la resistencia.
Preguntas frecuentes
¿Qué unidades emplea? Unidades del SI: densidad en kg/m³, velocidad en m/s y la presión resultante en pascales (Pa).
¿Es la presión dinámica lo mismo que la presión estática? No. La presión estática es la presión ambiental del fluido; la presión dinámica es la presión adicional debida a su movimiento. La suma de ambas es la presión total o de estancamiento.
¿Qué densidad debo usar para el aire? El aire estándar al nivel del mar ronda los 1,225 kg/m³, pero la densidad disminuye con la altitud y aumenta con el frío, así que ajústala según las condiciones.
