HIDRÁULICA LEY DE PASCAL

HIDRÁULICA

LEY DE PASCAL

La Ley de Pascal, enunciada sencillamente, dice: la presión aplicada a un fluido confinado se transmite íntegramente en todas las direcciones y ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales, actuando estas fuerzas normalmente en las paredes del recipiente, Esto explica por que una botella llena de agua se rompe si se introduce un tapón en la cámara ya completamente llena. El líquido es prácticamente incomprensible y transmite la fuerza aplicada al tapón a todo el recipiente. El resultado es una fuerza considerablemente mayor sobre un área superior a la del tapón. Así, es posible romper el fondo de la botella empujando el tapón con una fuerza moderada.

APLICACIÓN DE LA LEY DE PASCAL POR BRAMAH

En los primeros años de la revolución industrial, un mecánico británico llamado Joseph Bramah utilizó el descubrimiento de Pascal para desarrollar una prensa hidráulica.

Bramah pensó que si una pequeña fuerza, actuando sobre un área pequeña, crea una fuerza proporcionalmente más grande sobre un área mayor, el único limite a la fuerza que puede ejercer una máquina es el área a la cual se aplica la presión.

La figura 1 muestra cómo Bramah aplicación el principio de Pascal a la prensa hidráulica. La fuerza aplicada es la misma que en el tapón y el pequeño pistón tiene el área de 1 cm2. El pistón grande, sin embargo tiene un área de 10 cm2. El pistón grande es empujado con 10 Kp de fuerza por cm 2 de forma que puede soportar un peso total o fuerza de l00 K

Puede verse fácilmente que las fuerzas o pesos que equilibran este aparato son proporcionales a las áreas de los pistones. Así pues, si el área del pistón de salida es de 200 cm2, la fuerza de salida será de 2000 Kp (suponiendo el mismo empuje de 10 Kp sobre cada cm2). Este es el principio del funcionamiento de1 gato y de la prensa hidráulica.

Es interesante notar la similitud entre esta prensa simple y una palanca mecánica (vista B). Como Pascal ya habla indicado, en este caso, también la fuerza es a la fuerza como la distancia es a la distancia.

DEFINICIÓN DE PRESIÓN

Para determinar la fuerza total ejercida sobre una superficie es necesario conocer la presión o fuerza sobre la unidad de área. Generalmente expresamos esta presión en Kp por cm2. Conociendo la presión y el número de cm2 de la superficie sobre la cual se ejerce, se puede determinar fácilmente la fuerza total (fuerza en Kp = presión en Kp/cm2 x superficie en cm2).

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Una ley fundamental de la física afirma que la energía no se crea ni se destruye.

DEFINICIÓN DE OLEOHIDRÁULICA

Es un medio de transmitir energía empujando un liquido confinado. El componente de entrada se llama bomba y el de salida se denomina actuador.

El actuador puede ser lineal (cilindro), o rotativo (motor). Características especiales que destacan a la Hidráulica. Muchas razones hacen que la elección recaiga en un control y propulsión hidráulicos.

• Grandes fuerzas o momentos de giro producidos en reducidos espacios de montaje.

• Las fuerzas se gradúan automáticamente a las necesidades. El movimiento puede realizarse con carga máxima desde el arranque.

• Graduación continua simple (ya sea control o regulación) de la velocidad, momento o fuerza.

• Protección simple contra sobrecarga.

• Útil para movimientos rápidos controlados, así como para movimientos de precisión extremadamente lentos.

• Acumulación relativamente sencilla de energía por medio de gases. Posibilidad de sistema de propulsión central con transformación en energía mecánica descentralizada (gran economía).

COMO SE CREA LA PRESIÓN

La presión se origina siempre que se produce una resistencia a la circulación de un liquido, o una fuerza que trata de impulsarlo. La tendencia a suministrar caudal (o empuje) puede originarse mediante una bomba mecánica o simplemente por el peso del fluido.

Es un hecho bien conocido que en una columna de agua la presión aumenta con la profundidad. La presión es siempre la misma a una profundidad determinada, debido al peso de la columna de agua sobre ella. En la época de Pascal, un científico italiano llamado Torricellí demostró que si se hace un agujero en el fondo de un tanque de agua, el agua se escapa a la máxima velocidad cuando el tanque está lleno y que el caudal disminuye a medida que baja el nivel de agua. En otras palabras a medida que disminuye la columna de agua sobre la abertura también se reduce la presión.

Torricellí pudo expresar la presión en el fondo del tanque solamente coma "carga de agua" o sea la altura en metros de la columna de agua. Hoy en día, con el valor de Kp/cm2 como unidad de presión, podemos expresar la presión en cualquier punto de un líquido o de un gas en términos más convenientes. Todo lo que se necesita es conocer el peso de un metro cúbico del fluido.

Una columna de un metro de agua es equivalente a 0,1 Kp; una columna de agua de 5 metros equivale a O,5 Kp/cm2, y así sucesivamente. Una columna de aceite de la misma altura es equivalente aproximadamente, a 0,09 Kp/cm2. por metro.

En muchos lugares se utiliza el término "carga" para describir la presión, sin tener en cuenta cómo ha sido creada. Por ejemplo, se dice que una caldera crea una carga de vapor cuando la presión se origina vaporizando agua en un recipiente cerrado. Los términos presión y carga se utilizan, a veces, indistintamente.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

La presión atmosférica no es otra cosa que la presión ejercida por el aire de nuestra atmósfera, debida a su propio peso. Al nivel del mar, una columna de aire de 1 cm2 de sección, y cuya altura es la atmosférica pesa 1,03 Kp.

Así pues, la presión es 1,03 Kp/cm2. A alturas más elevadas, naturalmente la columna pesa menos y la presión es inferior. Bajo el nivel del mar la presión atmosférica es superiora 1 Kp/cm2.

Cualquier condición donde la presión sea inferior a la presión atmosférica se denomina vacío o vacío parcial. Un vacío perfecto es la ausencia total de presión o sea O Kp/cm2 absolutos.

La presión atmosférica también puede medirse en milímetros de mercurio (mm.Hg) mediante un aparato llamado barómetro.

El barómetro de mercurio (fig. 5), inventado

...