Alberto Soriano Rull - Suministro, Distribución y Evacuación Interior de Agua Sanitaria

Tabla 1.2 Algunas características físicas del agua en función de la temperatur a

La superficie libre de un líquido o la de separación de dos líquidos inmiscibles se comporta como una membrana elástica sometida a la acción de una fuerza por unidad de longitud, denominada tensión superficial, lo que determina que la superficie de los líquidos no sea horizontal sino curva, recibiendo el nombre de menisco. Algunos líquidos como el agua tienen menisco cóncavo y otros como el mercurio lo tiene convexo. Dicha fuerza depende de la naturaleza del líquido y es independiente de la extensión de la superficie.

En la tabla 1.2se dan los valores de la tensión superficial (σ) frente al aire para distintas temperaturas.

Figura 1.1 Capilaridad y meniscos

La causa de este comportamiento se debe a que las fuerzas intermoleculares adhesivas «entre el líquido» y el sólido son mayores que las fuerzas intermoleculares cohesivas del líquido, lo que explica la esfericidad de las gotas de un líquido, la capacidad de los insectos de caminar sobre el agua y la posibilidad de flotación de una aguja sobre la superficie de un líquido. En la figura 1.1se representan estas fuerzas.

Figura 1.2 La ascensión capilar y su aplicación en la soldadura

Un fenómeno debido a la tensión superficial es la capilaridad. La tensión superficial en la superficie de contacto líquido-sólido crea un menisco como resultante de las fuerzas de adhesión y de cohesión. Esto causa que el menisco tenga una forma curva cuando el líquido está en contacto con una superficie vertical y asciende por tubos de pequeño diámetro o entre dos láminas muy próximas.

Cuando un líquido como el agua asciende por el capilar, se dice que «moja» el tubo; los líquidos que descienden, como el mercurio, no «mojan» el tubo. En el interior del capilar se observa que la superficie líquida no es plana, sino que adopta una forma curva o menisco. Por su parte, el ángulo que forma la superficie del líquido con la pared del recipiente se llama ángulo de contacto. Para los líquidos que «mojan» el tubo, dicho ángulo es agudo y, por consiguiente, menor de 90°.

El fenómeno de la capilaridad no solo se produce en el líquido, sino también en los metales en estado de fusión, cuya aplicación práctica constituye la soldadura por capilaridad. La capilaridad se produce tanto mejor, cuanto menor y más regular es el espacio entre el tubo y el accesorio que se pretende soldar.

La mayoría de los materiales de construcción tienen una estructura porosa capilar pudiendo provocar una patología llamada humedad por capilaridad que se da en paredes de plantas bajas y sótanos, donde no existe un aislamiento suficiente. La consecuencia es la ascensión de la humedad proveniente del subsuelo. Este tipo de humedades suben por poros y capilares evaporándose finalmente a la atmósfera y degradando las paredes.

Existen otras muchas más propiedades físicas como: el volumen específico, la presión de vapor, el módulo de elasticidad volumétrico, etc. que no son objeto de este texto.

Es la parte de la física que estudia los fluidos en reposo (estado de equilibrio), considerando fluidos tanto a los líquidos como a los gases, ya que un fluido es cualquier substancia capaz de fluir. Se caracterizan por carecer de forma propia y por lo tanto adoptar la del recipiente que los contiene. Por otra parte los líquidos (prácticamente incompresibles) poseen volumen propio, mientras que los gases (compresibles) ocupan la totalidad del recipiente que los contiene. Vemos pues que una de las diferencias que existen entre los líquidos y los gases es su coeficiente de compresibilidad, es decir que mientras que los líquidos son prácticamente ncompresibles, los gases son muy fáciles de comprimir.

La presión se define como la fuerza por unidad de superficie que se ejerce perpendicularmente a dicha superficie.

En el sistema internacional Sl de unidades, la unidad de presión es el Pascal, simbolizado por Pa y equivale a un Newton por metro cuadrado. Pa = N/m 2.

Pero existen otras varias unidades de uso corriente. En la tabla siguiente (1.3) se indican algunas de ellas y sus equivalencias:

Tabla 1.3 Unidades de presión y sus equivalencias

Sobre la superficie de un líquido al aire libre actúa la presión atmosférica, cuyo valor depende del peso de la columna de aire que gravita sobre él mismo. A 0°C y nivel normal tenemos la atmosfera normal. La presión estática puede expresarse como la presión absoluta medida con relación al cero o vacío absoluto y la presión relativa, también llamada manométrica, útil o eficaz, que es la que se obtiene disminuyéndola en el valor de la presión atmosférica, siendo esta última la que nos interesa en la práctica.

En el sistema técnico, que es el más empleado en nuestro campo (a pesar de estar al margen del Sistema Internacional Sl), la unidad de presión es el kilogramo-fuerza por metro cuadrado (kgf/m 2) que por ser muy pequeño suele substituirse por el kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado (kgf/cm 2) que se hace equivaler a la atmosfera técnica o métrica (at).

En la Industria la presión estática se mide con los *manómetros metálicos.

*EI de elemento sensible Bourbon es el más usual para estos dispositivos y consiste en un tubo elástico curvado en forma de C de sección oval. La presión del agua deforma el tubo, transmitiéndose esta deformación mediante un piñón a la aguja. También se comercializan manómetros digitales controlados por microprocesador.

La presión hidrostática es la presión que se ejerce en el interior de un líquido como consecuencia de su propio peso. La presión hidrostática que soporta un punto de un líquido es directamente proporcional al peso específico del líquido (γ) y a la profundidad (h). Ver figura 1.4.

Donde:

P= presión ejercida sobre la superficie, N/m 2(P = F/S).