El Principio de Bernoulli

Es fundamental en gran parte de la mecánica de fluidos la relación existente entre la presión, la energía  cinética y la energía potencial de un fluido, descubierta en el siglo XVIII por el matemático suizo Daniel Bernoulli. Permite calcular las diferencias de presión resultantes de los cambios de la velocidad y altura de un fluido que circula por un tubo. La velocidad del fluido se ve afectada por los cambios de diámetro del tubo; como una misma masa de fluido tiene que entrar en el tubo y salir de él en un tiempo dado, tiene que acelerarse al pasar por un estrechamiento. Al cambiar la velocidad del fluido, cambia su energía cinética. Si, además, el fluido cambia de altura (debido a una pendiente del tubo), Bernoulli demostró que la suma de la presión del líquido y los dos tipos de energía (potencial y cinética) es constante. Estrictamente hablando, el principio de Bernoulli se aplica únicamente a un flujo que corre uniformemente sin turbulencia; tiene que ser también incompresible; es decir, su densidad debe permanecer constante bajo presión. Pero, aunque los líquidos en la realidad se comprimen ligeramente bajo presión, este principio es lo suficientemente preciso para ser útil en la práctica.

El principio de Bernoulli explica por qué el perfil de las alas del avión produce una sustentación. El aire circula más aprisa sobre la parte de arriba del perfil que por debajo de éste y, por lo mismo, la energía cinética del fluido es mayor arriba, lo que nos dice que la presión existente debajo del ala tiene que ser más alta que sobre ella. Y por eso se produce en ella una fuerza elevadora (de sustentación).

El principio general de que un aumento de velocidad produce un descenso de la presión se utiliza en el medidor de flujo Venturi. El fluido pasa por un tubo que tiene un estrechamiento; éste produce un aumento de la velocidad del fluido y (por el principio de Bernoulli) una reducción de la presión en el estrechamiento. Cuando se puede medir la diferencia de presión y se conoce el diámetro del estrechamiento, se puede determinar el aumento de velocidad del fluido, como también su velocidad de flujo.