Fundamentos de Mecánica de Fluidos: Sistemas Hidráulicos y Neumáticos
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Mecánica de fluidos
La mecánica de fluidos es la rama de la física que se ocupa del comportamiento de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y de los mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. Algunos ejemplos destacados son la propulsión a chorro, las turbinas y los compresores.
- Hidráulica: estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite.
- Neumática: estudia la utilización en ingeniería del aire comprimido.
Sistemas hidráulicos
Los mecanismos hidráulicos se fundamentan en el teorema o principio de Pascal: la presión ejercida en un punto cualquiera de una masa líquida se transmite íntegramente en todas direcciones y sentidos a todos los restantes puntos del fluido.
Si queremos levantar un peso colocado sobre el émbolo dos, ejercemos una fuerza F sobre el émbolo uno. Si en el circuito hidráulico colocamos una válvula antirretorno, al ejercer una fuerza sobre el émbolo del cilindro uno, el líquido hidráulico se desplaza hacia la izquierda, empujando a la bola en ese sentido y venciendo la resistencia del muelle, de manera que el peso colocado sobre el émbolo del cilindro dos se eleva.
Una vez el peso se ha elevado hasta la altura deseada, podría surgir la necesidad de volver a bajarlo; para conseguirlo, sería necesario añadir al circuito una conducción de descarga de líquido provista de una válvula. Un circuito hidráulico tan sencillo como el que acabamos de describir resulta de utilidad en muchas aplicaciones prácticas; sin embargo, en algunos casos resultaría muy laborioso ejercer presión sobre el líquido manualmente, por lo que se utilizan bombas accionadas por motores.
Sistemas neumáticos
Mientras que en los mecanismos hidráulicos la presión se ejerce sobre un fluido líquido, en los neumáticos el fluido utilizado es un gas, si bien el funcionamiento de ambos es básicamente el mismo.
Los mecanismos neumáticos se basan en la ley de Boyle-Mariotte, cuyo enunciado es el siguiente: para una misma masa gaseosa, a temperatura constante, es constante el producto de la presión que soporta el gas por el volumen que ocupa.