Calcolatore
Come funziona
La pressione idrostatica è la pressione esercitata dal peso della colonna di fluido sovrastante al punto considerato. Dipende solo da altezza, densità e g — NON dalla forma del recipiente (paradosso di Stevino). Con acqua dolce (ρ=998.2) e g=9.80665, ogni metro di colonna genera ~9788 Pa ≈ 0.098 bar. Le reti idriche di distribuzione operano tipicamente tra 2 e 5 bar, corrispondenti a colonne di 20–50 m. Autoclave condominiale: set-point tipico 3–5 bar. Valvola di sicurezza scaldacqua: tarata a 6–10 bar. NB: la pressione idrostatica è la MASSIMA disponibile in condizioni statiche: con acqua in movimento, le perdite di carico lungo il percorso riducono la pressione al punto di utilizzo — servono kernel per perdite di carico (Darcy-Weisbach) per il dimensionamento completo.
Presupposti e condizioni
Questo calcolo è valido nelle seguenti condizioni:
- Fluido incompressibile in equilibrio idrostatico (velocità zero, accelerazione zero).
- Accelerazione di gravità g = 9.80665 m/s² (valore standard ISO 80000-4).
- Densità del fluido costante sull'altezza considerata (approssimazione valida per colonne fino a qualche decina di metri; per grandi invasi/grandi profondità serve equazione di stato).
- Pressione calcolata è MANOMETRICA (relativa alla superficie libera): per la pressione assoluta sommare 1 atm (≈ 101.325 kPa ≈ 1.013 bar).
Il calcolo è valido quando: Fluido incompressibile in equilibrio idrostatico (velocità zero, accelerazione zero).; Accelerazione di gravità g = 9.80665 m/s² (valore standard ISO 80000-4).; Densità del fluido costante sull'altezza considerata (approssimazione valida per colonne fino a qualche decina di metri; per grandi invasi/grandi profondità serve equazione di stato).; Pressione calcolata è MANOMETRICA (relativa alla superficie libera): per la pressione assoluta sommare 1 atm (≈ 101.325 kPa ≈ 1.013 bar)..
Il risultato ha carattere indicativo. Verificare con le norme applicabili e un professionista abilitato prima di applicarlo a un progetto reale.
Tutti gli input e output sono in unità SI. Convertire eventuali valori in altre unità prima di inserirli nel calcolatore.
Limiti di applicabilità
Il calcolo non è applicabile nei seguenti casi:
- NON include la pressione dinamica ½·ρ·v²: per fluido in movimento usare Bernoulli (P_tot = P + ½ρv² + ρgh).
- NON calcola perdite di carico continue (Darcy-Weisbach) né localizzate (curve, valvole): la pressione effettiva al punto di utilizzo è inferiore a quella idrostatica; per il dimensionamento usare kernel dedicati.
- NON modella transitori (colpo d'ariete Joukowsky), cavitazione, oppure variazione della densità con temperatura/pressione lungo la colonna.
- La densità tabellata per i preset è un valore di riferimento a pressione atmosferica; miscele custom devono rispettare ρ ∈ [500, 2000] kg/m³ (liquidi impiantistici).
- Le fasce di pressione (< 1 bar bassa · 1–6 bar normale · 6–10 bar alta · > 10 bar fuori dominio civile) sono CONVENZIONE PRUDENZIALE INTERNA del tool basata su UNI EN 806-2 (pressione servizio raccomandata 1–5 bar agli apparecchi utilizzatori) e pratica impiantistica.
- Quando NON usarlo: (a) calcolo pressione al punto di utilizzo con perdite (serve Darcy-Weisbach + Bernoulli), (b) verifica resistenza tubazioni a pressione di prova (serve verifica strutturale PN del materiale), (c) fluidi comprimibili (gas — serve equazione di stato), (d) idrodinamica grandi invasi/dighe (serve meccanica dei fluidi), (e) pressione di colpo d'ariete o transitori (serve modellistica dedicata).
Norme di riferimento
- ISO 80000-4 (Grandezze e unità meccaniche)
- UNI EN 806-2:2008 (Impianti acqua potabile — progettazione)
- UNI 9182:2010 (Impianti acqua calda/fredda — dimensionamento)
Fonte della formula: P = ρ·g·h — idrostatica classica. Valori ρ da IAPWS-IF97 (acqua) e tavole standard impianti idrici.
Esempi applicativi
L1 serbatoio pensile 20 m · acqua dolce
Pressione statica disponibile all'utenza da serbatoio pensile 20 m: P ≈ 1.96 bar (fascia NORMALE).
L1 colonna montante 10 piani (30 m) · acqua fredda
Dislivello colonna montante edificio 10 piani: P alla base ≈ 2.94 bar da cui sottrarre perdite di carico (fascia NORMALE).
L2 set-point autoclave 5 bar (≈ 51 mH₂O)
Set-point tipico di autoclave condominiale: 5 bar corrispondono a circa 51 m di colonna d'acqua equivalente.
L2 impianto a pavimento glicol 30% · battente 5 m
Impianto radiante con miscela acqua+glicol (ρ=1040): 5 m di battente = 0.51 bar.
L3 riferimento didattico — 1 m acqua dolce
1 m di acqua dolce = 9806.65 Pa ≈ 0.098 bar ≈ 0.1 bar — riferimento base da ricordare (fascia BASSA).
Borderline — altezza 1500 m (fuori dominio civile)
Caso-limite: altezza > 1000 m, ordine condotta forzata idroelettrica. Calcolo bloccato.
Domande frequenti
Cosa calcola il Pressione idrostatica P = ρ·g·h (colonna fluido)?
Calcola la pressione idrostatica P = ρ·g·h generata da una colonna di fluido, con preset fluido (acqua dolce/calda/mare, glicol 30%, gasolio, custom), unità altezza selezionabile (m/cm) e tag di contesto applicativo (serbatoio pensile / colonna montante / autoclave / piezometro). Target: progettista per stima pressione disponibile o set-point autoclave, perito per verifica colonna montante edificio, studente ITI per idrostatica. È calcolo della PRESSIONE STATICA (v=0): NON include perdite di carico, pressione dinamica o transitori. La pressione idrostatica è la pressione esercitata dal peso della colonna di fluido sovrastante al punto considerato. Dipende solo da altezza, densità e g — NON dalla forma del recipiente (paradosso di Stevino). Con acqua dolce (ρ=998.2) e g=9.80665, ogni metro di colonna genera ~9788 Pa ≈ 0.098 bar. Le reti idriche di distribuzione operano tipicamente tra 2 e 5 bar, corrispondenti a colonne di 20–50 m. Autoclave condominiale: set-point tipico 3–5 bar. Valvola di sicurezza scaldacqua: tarata a 6–10 bar. NB: la pressione idrostatica è la MASSIMA disponibile in condizioni statiche: con acqua in movimento, le perdite di carico lungo il percorso riducono la pressione al punto di utilizzo — servono kernel per perdite di carico (Darcy-Weisbach) per il dimensionamento completo.
Quando è valido questo calcolo?
Il calcolo è valido nelle seguenti condizioni: Fluido incompressibile in equilibrio idrostatico (velocità zero, accelerazione zero).; Accelerazione di gravità g = 9.80665 m/s² (valore standard ISO 80000-4).; Densità del fluido costante sull'altezza considerata (approssimazione valida per colonne fino a qualche decina di metri; per grandi invasi/grandi profondità serve equazione di stato).; Pressione calcolata è MANOMETRICA (relativa alla superficie libera): per la pressione assoluta sommare 1 atm (≈ 101.325 kPa ≈ 1.013 bar)..
Quando questo calcolo non è appropriato?
NON include la pressione dinamica ½·ρ·v²: per fluido in movimento usare Bernoulli (P_tot = P + ½ρv² + ρgh). NON calcola perdite di carico continue (Darcy-Weisbach) né localizzate (curve, valvole): la pressione effettiva al punto di utilizzo è inferiore a quella idrostatica; per il dimensionamento usare kernel dedicati. NON modella transitori (colpo d'ariete Joukowsky), cavitazione, oppure variazione della densità con temperatura/pressione lungo la colonna. La densità tabellata per i preset è un valore di riferimento a pressione atmosferica; miscele custom devono rispettare ρ ∈ [500, 2000] kg/m³ (liquidi impiantistici). Le fasce di pressione (< 1 bar bassa · 1–6 bar normale · 6–10 bar alta · > 10 bar fuori dominio civile) sono CONVENZIONE PRUDENZIALE INTERNA del tool basata su UNI EN 806-2 (pressione servizio raccomandata 1–5 bar agli apparecchi utilizzatori) e pratica impiantistica. Quando NON usarlo: (a) calcolo pressione al punto di utilizzo con perdite (serve Darcy-Weisbach + Bernoulli), (b) verifica resistenza tubazioni a pressione di prova (serve verifica strutturale PN del materiale), (c) fluidi comprimibili (gas — serve equazione di stato), (d) idrodinamica grandi invasi/dighe (serve meccanica dei fluidi), (e) pressione di colpo d'ariete o transitori (serve modellistica dedicata).
Quale precisione ha il risultato?
Questo è un calcolo semplificato: Pressione STATICA (fluido fermo). Non include perdite di carico né pressione dinamica: il valore reale al punto di utilizzo in una rete è sempre INFERIORE alla pressione idrostatica per effetto delle perdite lungo il percorso.. Per applicazioni che richiedono maggiore precisione, adottare i metodi normativi completi indicati nelle fonti.
Qual è la fonte della formula?
P = ρ·g·h — idrostatica classica. Valori ρ da IAPWS-IF97 (acqua) e tavole standard impianti idrici. Norme di riferimento: ISO 80000-4 (Grandezze e unità meccaniche), UNI EN 806-2:2008 (Impianti acqua potabile — progettazione), UNI 9182:2010 (Impianti acqua calda/fredda — dimensionamento).
Qual è il parametro che influenza di più il risultato?
La variabile "Altezza colonna h" è il parametro più influente: una variazione del 10% su questo input produce una variazione di circa il 10% su "Pressione P (bar)".
Come varia il risultato in condizioni diverse dal riferimento?
Confronto tra "Condizioni di riferimento" e "L1 serbatoio pensile 20 m · acqua dolce": Altezza effettiva h (m) [m]: aumenta del 100.0% (da 10.000 a 20.000). Pressione P (Pa) [Pa]: aumenta del 100.0% (da 97889.980 a 195779.961). Pressione P (kPa) [kPa]: aumenta del 100.0% (da 97.890 a 195.780). Pressione P (bar) [bar]: aumenta del 100.0% (da 0.979 a 1.958). Pressione (mH₂O equivalenti) [mH₂O]: aumenta del 100.0% (da 9.982 a 19.964).
Approfondimento tecnico
Cos'è questo calcolo
Calcola la pressione idrostatica P = ρ·g·h generata da una colonna di fluido, con preset fluido (acqua dolce/calda/mare, glicol 30%, gasolio, custom), unità altezza selezionabile (m/cm) e tag di contesto applicativo (serbatoio pensile / colonna montante / autoclave / piezometro). Target: progettista per stima pressione disponibile o set-point autoclave, perito per verifica colonna montante edificio, studente ITI per idrostatica. È calcolo della PRESSIONE STATICA (v=0): NON include perdite di carico, pressione dinamica o transitori. La pressione idrostatica è la pressione esercitata dal peso della colonna di fluido sovrastante al punto considerato. Dipende solo da altezza, densità e g — NON dalla forma del recipiente (paradosso di Stevino). Con acqua dolce (ρ=998.2) e g=9.80665, ogni metro di colonna genera ~9788 Pa ≈ 0.098 bar. Le reti idriche di distribuzione operano tipicamente tra 2 e 5 bar, corrispondenti a colonne di 20–50 m. Autoclave condominiale: set-point tipico 3–5 bar. Valvola di sicurezza scaldacqua: tarata a 6–10 bar. NB: la pressione idrostatica è la MASSIMA disponibile in condizioni statiche: con acqua in movimento, le perdite di carico lungo il percorso riducono la pressione al punto di utilizzo — servono kernel per perdite di carico (Darcy-Weisbach) per il dimensionamento completo.
Formula
P = ρ · g · h, g = 9.80665 m/s²
mH₂O_eq = P / (ρ_acqua_rif · g) = h · ρ / ρ_acqua_rif (ρ_acqua_rif = 1000 kg/m³)
Conversioni: 1 bar = 10⁵ Pa · 1 mH₂O(acqua 1000 kg/m³) = 9806.65 Pa · 1 atm ≈ 1.013 bar
La pressione idrostatica è la pressione esercitata dal peso della colonna di fluido sovrastante al punto considerato. Dipende solo da altezza, densità e g — NON dalla forma del recipiente (paradosso di Stevino). Con acqua dolce (ρ=998.2) e g=9.80665, ogni metro di colonna genera ~9788 Pa ≈ 0.098 bar. Le reti idriche di distribuzione operano tipicamente tra 2 e 5 bar, corrispondenti a colonne di 20–50 m. Autoclave condominiale: set-point tipico 3–5 bar. Valvola di sicurezza scaldacqua: tarata a 6–10 bar. NB: la pressione idrostatica è la MASSIMA disponibile in condizioni statiche: con acqua in movimento, le perdite di carico lungo il percorso riducono la pressione al punto di utilizzo — servono kernel per perdite di carico (Darcy-Weisbach) per il dimensionamento completo.
Condizioni di validità
Questo calcolo è valido nelle seguenti condizioni:
- Fluido incompressibile in equilibrio idrostatico (velocità zero, accelerazione zero).
- Accelerazione di gravità g = 9.80665 m/s² (valore standard ISO 80000-4).
- Densità del fluido costante sull'altezza considerata (approssimazione valida per colonne fino a qualche decina di metri; per grandi invasi/grandi profondità serve equazione di stato).
- Pressione calcolata è MANOMETRICA (relativa alla superficie libera): per la pressione assoluta sommare 1 atm (≈ 101.325 kPa ≈ 1.013 bar).
Sensibilità del risultato
Il risultato varia in misura significativa al variare dei seguenti parametri:
- Altezza colonna h [-]: sensibilità lineare su "Pressione P (bar)" (proporzionale, elasticità 1.00).
Quando questo calcolo non si applica
- NON include la pressione dinamica ½·ρ·v²: per fluido in movimento usare Bernoulli (P_tot = P + ½ρv² + ρgh).
- NON calcola perdite di carico continue (Darcy-Weisbach) né localizzate (curve, valvole): la pressione effettiva al punto di utilizzo è inferiore a quella idrostatica; per il dimensionamento usare kernel dedicati.
- NON modella transitori (colpo d'ariete Joukowsky), cavitazione, oppure variazione della densità con temperatura/pressione lungo la colonna.
- La densità tabellata per i preset è un valore di riferimento a pressione atmosferica; miscele custom devono rispettare ρ ∈ [500, 2000] kg/m³ (liquidi impiantistici).
- Le fasce di pressione (< 1 bar bassa · 1–6 bar normale · 6–10 bar alta · > 10 bar fuori dominio civile) sono CONVENZIONE PRUDENZIALE INTERNA del tool basata su UNI EN 806-2 (pressione servizio raccomandata 1–5 bar agli apparecchi utilizzatori) e pratica impiantistica.
- Quando NON usarlo: (a) calcolo pressione al punto di utilizzo con perdite (serve Darcy-Weisbach + Bernoulli), (b) verifica resistenza tubazioni a pressione di prova (serve verifica strutturale PN del materiale), (c) fluidi comprimibili (gas — serve equazione di stato), (d) idrodinamica grandi invasi/dighe (serve meccanica dei fluidi), (e) pressione di colpo d'ariete o transitori (serve modellistica dedicata).
Note tecniche
- Regole pratiche conversione: 1 bar = 10.197 mH₂O (≈ 10.2) · 10 m colonna = 0.98 bar ≈ 1 bar · 1 atm = 10.33 mH₂O = 1.013 bar = 760 mmHg.
- Pressioni tipiche impianti idrici: acquedotto consegna 2–6 bar · rete condominiale 1.5–4 bar · autoclave set 3–5 bar · valvola sicurezza scaldacqua 6 bar (D.M. 01/12/1975) o 10 bar (accumuli) · UNI EN 806-2 pressione servizio raccomandata al punto di utilizzo 1–5 bar.
- Densità variazioni: acqua 4°C 1000 kg/m³ · 20°C 998.2 · 80°C 971.8 · acqua mare 1025 · acqua+glicol 30% 1040 · gasolio 840 · latte 1030 · olio motore 880. Per impianti solari/pavimento termici radianti usare glicol 30% (antifreeze –15°C).
- Calcolo pressione disponibile serbatoio pensile: P_disp = ρ·g·h dove h è il dislivello GEODETICO tra superficie libera del serbatoio e punto di utilizzo (attenzione al segno: se il punto è sotto la superficie, h è positivo; se è sopra, serve pompa).
- Pressione al piano N-esimo colonna montante: ogni piano (h = 3 m tipico) sottrae ~0.3 bar alla pressione di arrivo. Un edificio di 10 piani ha ~3 bar di perdita statica — serve autoclave di rilancio se l'acquedotto non garantisce > 4 bar al piede.
- Quando NON usarlo: (a) pressione al punto di utilizzo con perdite (serve Darcy-Weisbach + Bernoulli), (b) colpo d'ariete (serve Joukowsky Δp = ρ·c·Δv), (c) verifica PN tubazione (serve verifica strutturale del materiale), (d) pressione di cavitazione (serve NPSH_disponibile vs NPSH_richiesto pompa), (e) grandi dighe/invasi (serve meccanica dei fluidi completa).
- Passo successivo: una volta determinata P idrostatica, calcolare le perdite di carico con Darcy-Weisbach e verificare che la pressione residua al punto di utilizzo rispetti UNI EN 806-2 (≥ 1 bar all'apparecchio utilizzatore critico).
Analisi tecnica
Metodo: La pressione idrostatica è la pressione esercitata dal peso della colonna di fluido sovrastante al punto considerato. Dipende solo da altezza, densità e g — NON dalla forma del recipiente (paradosso di Stevino). Con acqua dolce (ρ=998.2) e g=9.80665, ogni metro di colonna genera ~9788 Pa ≈ 0.098 bar. Le reti idriche di distribuzione operano tipicamente tra 2 e 5 bar, corrispondenti a colonne di 20–50 m. Autoclave condominiale: set-point tipico 3–5 bar. Valvola di sicurezza scaldacqua: tarata a 6–10 bar. NB: la pressione idrostatica è la MASSIMA disponibile in condizioni statiche: con acqua in movimento, le perdite di carico lungo il percorso riducono la pressione al punto di utilizzo — servono kernel per perdite di carico (Darcy-Weisbach) per il dimensionamento completo.
Risultato di riferimento: Altezza effettiva h (m): 10.000 m, Densità utilizzata ρ (kg/m³): 998.200 kg/m³.
Attenzione: Pressione STATICA (fluido fermo). Non include perdite di carico né pressione dinamica: il valore reale al punto di utilizzo in una rete è sempre INFERIORE alla pressione idrostatica per effetto delle perdite lungo il percorso.
Analisi di sensibilità
Elasticità: variazione percentuale dell'output rispetto alla variazione percentuale dell'input (1.0 = lineare).
| Input | Output principale | Elasticità | Tipo relazione |
|---|---|---|---|
| Altezza colonna h [-] | Pressione P (bar) | 1.00 | lineare |
| Densità ρ (kg/m³) [kg/m³] | Altezza effettiva h (m) | 0.00 | trascurabile |
Nota: Il risultato è particolarmente sensibile a "Altezza colonna h" [-]: una variazione del 10% produce circa il 10% di variazione su "Pressione P (bar)".
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