Fundamentos de Fluidos: Presión, Neumática y Principio de Pascal

Comportamiento General de los Fluidos

¿Cómo se comportan las partículas de un fluido ante una fuerza?

Se deslizan y fluyen, lo que le permite a la sustancia cambiar de forma.

¿Qué dos grandes grupos de fluidos existen? Indica las diferencias entre ellos y cita dos ejemplos de cada uno:

Existen dos grandes grupos:

• Líquidos: Mantienen un volumen constante a pesar de fluir. Ejemplos: el agua, el alcohol.
• Gases: Tienden a expandirse y ocupar el mayor espacio posible. Ejemplos: el gas butano, el aire que respiras.

Sistemas Neumáticos

¿Cómo trabajan los sistemas neumáticos? ¿Qué fluido suelen utilizar?

Trabajan aprovechando la energía acumulada al aplicarle presión a un gas. El fluido que suelen utilizar es el aire comprimido.

Indica la función de los siguientes elementos del sistema neumático:

• Compresor: Tomar aire de la atmósfera y aplicarle presión.
• Depósito: Almacena el aire comprimido que hemos generado.
• Filtros: Eliminan la humedad y las partículas de polvo del aire.
• Manómetro: Controla la presión del gas.
• Lubricador: Pulveriza una pequeña cantidad de aceite para lubricar los componentes.

¿Quién realiza el trabajo en el destornillador neumático de Pedro?

El aire comprimido.

¿Qué es un circuito neumático?

Son todos los elementos que integran un sistema neumático y se relacionan entre sí para realizar un trabajo.

¿Qué función tienen las tuberías o conducciones de un circuito neumático? ¿Qué materiales las forman?

Su función es distribuir el aire comprimido a los diferentes componentes. Suelen ser de nailon o poliuretano, pero para mayores tamaños o presiones se usa cobre o acero.

¿Qué función tienen los cilindros?

Son los actuadores, es decir, los elementos que realizan el trabajo útil (movimiento lineal o giratorio) utilizando la energía del aire comprimido.

¿Qué función tienen las válvulas?

Controlan y regulan el paso, la dirección y la presión del aire que circula por las conducciones y entra en los cilindros.

Nombra los dos tipos principales de válvulas y las funciones de cada una:

• Válvulas de accionamiento (o direccionales): Controlan la entrada y salida del aire en los cilindros, dirigiendo el flujo.
• Válvulas de regulación: Regulan el caudal (velocidad) o la presión del aire en el circuito.

Aplicaciones y Principios Relacionados

¿Qué problema presenta el coche cuando la presión de los neumáticos no es la adecuada?

Consume más combustible, pierde estabilidad y adherencia, y el desgaste de los neumáticos es irregular.

¿Qué le hicieron al coche de Juan cuando comprobó que no frenaba bien?

Le cambiaron los manguitos (tuberías flexibles) y el líquido de frenos, elementos clave del sistema hidráulico de frenado.

¿En qué principio se basan los frenos hidráulicos?

Se basan en el Principio de Pascal.

Concepto de Presión

¿Cómo definirías la presión?

Es una magnitud física que relaciona la fuerza que se ejerce perpendicularmente sobre un cuerpo con la superficie sobre la que se reparte esa fuerza.

¿Cómo se alcanza una alta presión jugando con sus dos variables (fuerza y superficie)?

Se puede alcanzar una alta presión:

• Aumentando la fuerza aplicada sobre la misma superficie.
• Disminuyendo la superficie sobre la que se aplica la misma fuerza.
• Aumentando la fuerza y disminuyendo la superficie simultáneamente.

Es decir, realizando más fuerza sobre una superficie menor.

Escribe la fórmula de la presión y nombra ejemplos de sus unidades de medida:

La fórmula es: P = F / S (Presión = Fuerza / Superficie)

Ejemplos de unidades de medida:

• Pascal (Pa) - Unidad del Sistema Internacional
• Bar (bar) o Milibar (mb)
• Kilogramo por centímetro cuadrado (kg/cm²)
• Atmósfera (atm)
• PSI (Pound per Square Inch - Libra por pulgada cuadrada)

¿Puedes explicar lo de los pulsos de pulgares?

Un pulso de pulgares lo ganará, generalmente, la persona que con su pulgar ejerza más presión sobre el pulgar del adversario. Según la fórmula P=F/S, puede darse el caso de que gane la persona que aplique menos fuerza, si esta ejerce dicha fuerza sobre una superficie de contacto mucho más pequeña (por ejemplo, si tiene una uña más afilada o presiona con el borde).

¿Cómo enunció Pascal la relación entre presión y fluido?

El Principio de Pascal establece que: "Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a través de todo el fluido y es perpendicular a las paredes del recipiente".