El Barril De Pascal

El barril de Pascal
Pese a su carácter retraído y nostálgico, el científico francés Blaise Pascal (1623-1662) demostró poseer un gran sentido del espectáculo al realizar públicamente un experimento que dejó perpleja a su concurrencia. En la parte superior de un barril de vino repleto con agua, Pascal practicó un pequeño orificio por el cual introdujo un tubo hueco delgado de gran longitud,sellando de manera hermética la unión. Acto seguido, valiéndose de una jarra fue vertiendo aproximadamente un litro de agua dentro del tubo hasta conseguir que las juntas del barril reventaran (figura 1). En otras palabras, el experimento de Pascal probó ante la mirada atónita de su público que tan solo un kilograma de agua (un litro) (1) puede producir el mismo efecto que sería esperable alcanzarmediante algunas toneladas de este líquido.

Figura 1. Experimento de Pascal (2)
¿Cómo fue posible realizar semejante proeza? El secreto de este insólito experimento consiste en utilizar de manera ingeniosa una ley física descubierta por el propio Pascal según la cual la presión aplicada a una región de un líquido contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cadauna de las partes de dicho líquido. Este es el denominado principio de Pascal, que constituye una de las piedras angulares de la hidrostática, que es aquella rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos en reposo. Este principio tiene diversas aplicaciones prácticas que, en general, se traducen en el diseño y construcción de mecanismos que permiten amplificar fuerzas. Comoquedará en evidencia más adelante, lo que Pascal llevó a cabo con su experimento fue precisamente amplificar una fuerza.
Apliquemos entonces el descubrimiento del científico francés para comprender la razón por la cual las juntas de barril reventaron. Lo primero que debemos notar es que el principio de Pascal se refiere a la presión dentro de un fluido, y no a la fuerza ejercida por este. Eshabitual confundir la presión con la fuerza, pues pese a que se trata de magnitudes físicas distintas, se encuentran íntimamente relacionadas. Aun cuando hay mucho que decir sobre este punto, para nuestros propósitos basta definir la presión como una medida de cuan concentrada se encuentra una fuerza. Vale decir, una misma fuerza puede ejercer diferentes presiones dependiendo del tamaño del área sobrela que actúa. Por tanto, si deseamos que una fuerza esté altamente concentrada, debemos reducir lo más posible la superficie sobre la cual se ejerce(3). Aquellos que hemos padecido el pisotón de una mujer que lleva zapatos con taco aguja conocemos muy de cerca las dramáticas implicancias del concepto de presión. Para captar este punto consideremos una mujer de unos 53 kilogramos (53kg) quelleva zapatos taco aguja cuya base de contacto tiene un área de 1 centímetro cuadrado ( ). Cuando una mujer camina, puede llegar a poner cerca del 50% de su peso total sobre cada taco. Un cálculo bastante simple revela que la presión debida al taco aguja es aproximadamente 33 veces mayor que la ejercida por un elefante adulto, cuya masa es de casi cuatro toneladas (4.000kg), y que suponemos paradosobre sus cuatro patas. Esto significa que el pisotón de una menuda y delicada fémina puede causar mucho más daño que el de un elefante en edad adulta. ¡Imagine lo que sucedería si el pisotón fuera propinado por una fémina que no fuese ni tan menuda ni tan delicada! ¿Cómo se explica este sorprendente resultado? Pues simplemente por el hecho que el diámetro promedio de la pata de un elefante esde 38cm, de modo que la superficie correspondiente tiene un valor de , vale decir, el área de la pata de un elefante es aproximadamente 1.140 veces la de un taco aguja (que es del orden de ); sin embargo, el peso de un elefante es alrededor de 68 veces mayor que el de una delicada fémina.
Recurriendo a un ejemplo menos glamoroso, si usted tiene la mala fortuna de encontrarse caminando sobre un...