PRESIÓN EN LA METROLOGÍA Y CALIBRACIÓN DE INSTRUMENTOS

El primer concepto que viene a la cabeza siempre que hablamos de presión es un concepto mecánico, expresado matemáticamente como una relación entre la fuerza ejercida sobre un cuerpo y su superficie. Puede describirse totalmente en términos de base del Sistema Internacional de Unidades ( Longitud y Masa ). 

Por otra parte, todo cuerpo inmerso en un fluido, líquido o gas, experimentara por parte de éste un continuo bombardeo molecular en todas direcciones, como consecuencia de ello aparece una fuerza perpendicular a la superficie del cuerpo. 

El concepto se extiende mucho más, por ejemplo el concepto de presión osmótica en disoluciones diluidas, la presión ejercida por el movimiento de electrones libres en movimiento a lo largo de los intersticios de un sólido conductor o los electrones que rodean un sólido caliente. 

En definitiva, a la hora de describir la actuación de una fuerza sobre un fluido, es conveniente especificar la presión, que se describe como la magnitud de la fuerza normal por unidad de la superficie. La presión se transmite a los límites sólidos o a través de secciones arbitrarias del fluido ortogonalmente a éstas en cada punto. 

Si se considera una superficie cerrada que contiene un fluido, un elemento de la superficie a la que se le asigna un vector S, cuya magnitud corresponde al área del elemento y cuya dirección se toma como normal a la superficie y hacia el exterior. La fuerza ejercida por el fluido sobre el elemento de superficie es: 

F = P * S 

Y como F y S tienen la misma dirección, se puede representar la presión en términos de sus módulos, como: 

P = F / S 

Si un fluido se encuentra en equilibrio, cada porción del mismo está en equilibrio. Tomemos como ejemplo un pequeño elemento de un fluido sumergido a una altura "y" desde el nivel de referencia, con espesor "dy" y con superficies "A" 

Las fuerzas ejercidas son perpendiculares a casa superficie y la fuerza horizontal resultante es cero debido a que el elemento no tiene aceleración neta horizontal. Las únicas fuerzas horizontales son debidas a la presión, y por simetría la presión debe ser la misma en todos los puntos en un plano horizontal a una altura "y". 

El elemento tampoco está sometido a una aceleración vertical, por lo que la fuerza resultante en dirección vertical es también cero. 

Las fuerzas verticales no son debidas únicamente a la presión del fluido sobre las caras, sino también al peso del elemento. Si la presión sobre la cara inferior es "p", la presión de la cara superior será "p + dp", y la fuerza resultante en dirección vertical será "(p + dp)*A" más el peso propio del elemento, "dw" Entonces para el equilibrio vertical:

Esta ecuación nos muestra la variación de la presión con la altura sobre un nivel de referencia en un fluido en equilibrio estático. A medida que se incrementa la altura ("dy"), la presión se reduce ( dp negativo). La causa de esta variación es el peso por unidad de superficie (peso especifico) de las capas de fluido entre los puntos entre los cuales se mide la presión. 

La unidad para la magnitud de la presión es el Pascal (Pa), en honor al matemático francés Blaise Pascal (1623 - 1662), quien confirmara el papel que desempeñaba la presión atmosférica y quien estableciera el que la presión aplicada sobre un punto de un líquido incompresible se transmite con la misma intensidad en todas direcciones (principio de Pascal). 

Pero debido a que el Pascal es una unidad muy pequeña y a efectos de facilitar la transición de un sistema a otro, se ha optado por utilizar los prefijos del SI en forma de múltiplos y submúltiplos como son:

De acuerdo con la OIML R97, la unidad oficial para expresar la presión atmosférica en unidades del SI es el kilopascal. Sin embargo debido a la amplia difusión del mbar, del mmHg y del inHg en la graduación de barómetros, la ICAO (International Civil Aviation Organization) y la WMO (World Metrological Organization) han adoptado al hectopascal, el cual es idéntico al milibar (1hPa = 1 mmbar), para ajuste de altímetros y la medición de presión atmosférica.