HIDRAULICA

La hidráulica es la rama de la física …….

Dentro de la rama de la física encontramos la hidráulica, que es la ciencia que estudia

el comportamiento de los fluidos en función de sus propiedades específicas. Es decir,
estudia las propiedades mecánicas de los líquidos dependiendo de las fuerzas a que
pueden ser sometidos. 

La hidráulica es el estudio designado al análisis de los aceites especiales utilizados

en máquinas. Básicamente, los fluidos, en función de su viscosidad, hacen que una
máquina se movilice y funcione; allí entra la hidráulica, investigando sobre los
líquidos que pueden hacer esta acción mucho más fiable y mejor. La actividad se
centra en aumentar la presión del líquido, mediante el empleo de un circuito
hidráulico, con un cilindro en constante movimiento. La etimología de la palabra
proviene del griego “hydraulikós”, que se aproxima a ὕδωϱ (agua) y αὐλός (tubo).

El desarrollo de la hidráulica, principalmente, se remonta a la época del viejo mundo, con

ejemplares como la rueda hidráulica y el molino de viento, hacían énfasis en los
mecanismos de control del agua y su distribución, además de estructuras que debían estar
por sobre ella. Incluso, Leonardo Da Vinci, en su escrito sobre flujos de agua y estructuras
para ríos, detalló sus observaciones con respecto a las instalaciones hidráulicas ejecutadas
en Milán y Florencia. Galileo Galilei, en el año 1612, elaboró uno de los primeros informes
sobre la hidrostática. En roma se creó la primera estructura dedicada al transporte de agua,
durante el gobierno del emperador Claudio.

Con el descubrimiento de la energía, el campo de la hidráulica, se vio enfocada más hacia

la producción de la electricidad. La primera central hidroeléctrica fue construida en Gran
Bretaña en el año 1880. Desde allí, las centrales se extendieron por toda Europa y, por
consiguiente, a América, haciendo que la mayoría de los individuos que residen en el
planeta, hoy en día, sean dependientes de ella. Se clasifica en general y teórica. Sin
embargo, también es posible identificarla como clásica o elemental.

Actualmente, la hidráulica, se aplica en diversos procesos. El aire y el aceite a presión se

utiliza para realizar excavaciones, levantar y movilizar diferentes tipos de maquinarias
pesadas, como tractores y grúas. En el área industrial, se emplea para poder
controlar máquinas. Asimismo, se utiliza en los campos correspondiente a automotriz,
aeronáutica, naval y en la medicina.

Contenido

Generalidades (Historia, Aplicaciones, Ventajas , Desventajas,……)

Generalidades

Las propiedades específicas de los fluidos son:

 
- Carencia de forma propia; lo mismo que los gases, los líquidos adquieren la forma del
recipiente que los contiene y el trabajo exigido para tal menester es muy pequeño.
 
- Incompresibilidad; contrariamente a los gases, los líquidos son prácticamente
incompresibles, por lo que una pequeña variación de volumen produce un notable salto de
presión.
 
El principio de Pascal o ley de Pascal es una de las leyes básicas de la hidráulica. Según
este principio tenemos que:
 
"La presión ejercida por un fluido incomprensible y en equilibrio dentro de un recipiente de
paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos
los puntos del fluido."
 
La prensa hidráulica constituye una aplicación del principio de Pascal: la presión ejercida
por el peso de 1 kg sobre una superficie está en condiciones, por ejemplo, de equilibrar la
acción de un peso de 10 kg que actúa en una superficie 10 veces mayor. El trabajo realizado
por los 2 émbolos permanece constante.
 
 
Las primeras nociones de hidráulica se remontan a los tiempos de la construcción de los
primeros acueductos romanos, siendo Arquímedes quien primero estableció las bases para
un estudio sistemático del tema. Las ramas fundamentales de la hidráulica son dos:
 
La hidrostática, que estudia el comportamiento de los líquidos en reposo o prescindiendo
del paso (transitorio) de un estado de reposo a otro, y
La hidrodinámica, que por el contrario estudia el movimiento de los líquidos y los
fenómenos de rozamiento interno inherentes a su viscosidad.
 
Las leyes fundamentales de la hidrostática quedaron enunciadas en el siglo XVII por Pascal
y Stevin. El principio de Pascal afirma que, «las variaciones de presión ejercidas en
cualquier punto de una masa líquida se transmiten con igual intensidad en toda la masa». La
fuerza que un líquido ejerce sobre una superficie está dirigida perpendicularmente a ella y
su valor es igual al producto de la presión del líquido por dicha superficie. 
 
Pero para entender mejor todo esto habremos de saber primero qué es la presión y también
qué es la fuerza. Así, la presión es la fuerza ejercida perpendicularmente sobre un objeto.
Según el Sistema Internacional de Unidades la fuerza está medida en Newtons y es la
capacidad de modificar el movimiento o la forma de los materiales. Aunque es habitual que
se confundan masa (medida en kilogramos) y peso, hablando con propiedad el peso se
refiere a la fuerza de la gravedad (suponiendo que se mide en la Tierra), de tal modo que,
por ejemplo, el peso de una masa de 10 kilogramos son 98 Newtons, y dicho peso es la
fuerza con la que la gravedad atrae al cuerpo hacia el suelo.
 
Así tenemos que:
 
P=m*g
Donde:
 
P = Peso o fuerza vertical del cuerpo, se mide en Newton.
 
m = Masa del cuerpo medida en kilogramos.
 
g = constante gravitacional que en la tierra es 9,8 y se mide en kg*m/s
 
De este modo el peso en física no viene determinado por los kilogramos, que es la masa,
sino por los Newton, que dependen de la masa y de la fuerza ejercida sobre la misma que,
en el caso de la tierra, es la constante gravitacional de 9,8 kg*m/s.
 
 
Bien, pues ahora sólo quedaría saber qué es la presión, y aquí es donde volvemos a
encontrarnos con la fuerza, puesto que la presión es igual a la fuerza dividida por la
superficie.
 
 
Presión = Fuerza / Área
 
 
Seguimos por tanto con nuestro ejemplo. supongamos que tenemos la misma masa de 10
kilogramos situada sobre una superficie de 2 metros cuadrados. Para calcular la fuerza
vertical de dicho cuerpo tendremos:
 
 
P=m*g
P = 10 * 9,8 = 98 Newton de fuerza
 
 
Ahora, sustituyendo en la fórmula de presión obtenemos:
 
 
Presión = 98 / 2 = 49 
 
 
Donde la respuesta está medida en pascales Pa, puesto que la presión se mide en pascales y
1 pascal = 1 Newton/(metro cuadrado)
 
 
Con todo lo anterior podemos por tanto explicar porqué un émbolo de un metro cuadrado
puede ser capaz de proporcionar una fuerza mayor a otro émbolo cuya superficie es
también mayor, siendo el aumento de fuerza proporcional al aumento del área.
 
 
Comencemos de nuevo por el principio de nuestro ejemplo. Supongamos que tenemos un
cuerpo cuya masa es de un kilogramo y que está situado en una superficie de un metro
cuadrado. Al colocar esta superficie sobre un líquido podremos por tanto calcular la presión
que ejercería sobre él:
 
 
1º) Calculamos el peso en Newton
 
 
P=m*g
P = 1 * 9,8
P = 9,8 Newtons
 
 
Es decir, la gravedad ejerce una FUERZA de 9,8 Newtons sobre ese cuerpo.
 
2º) Calculamos la presión que ejerce dicho peso ubicado en una superficie de un metro
cuadrado
 
 
Presión = Fuerza/Área
Presión = 9,8/1
Presión = 9,8 Pascales
 
 
Y ahora es cuando entra en juego la ley de Pascal que dice que: "La presión ejercida por un
fluido incomprensible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se
transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido."
 
 
Se trata por tanto de crear un recipiente capaz de transmitir a un área determinada,
multiplicada (o no), la presión ejercida en otra área. 
 
 
Este principio aconseja hablar, en el caso de líquidos, de presión sobre una superficie más
que de fuerza, ya que aquella es independiente del área en cuestión. En la prensa hidráulica,
por ejemplo, la uniformidad de la presión en el seno del líquido hace que sea posible, en
condiciones de equilibrio, obtener fuerzas distintas en 2 émbolos de distinto diámetro.
 
 
El principio de la prensa hidráulica se ha aprovechado en el automóvil para obtener
fácilmente fuerzas elevadas sin gran esfuerzo por parte del conductor. En los frenos, por
ejemplo, el mando hidráulico permite obtener varias ventajas:
 
 
- Frenado simultáneo;
- Posibilidad de ampliar la fuerza de frenado;
- Simplicidad de la conexión entre carrocería y ruedas.
 
 
El mismo principio es empleado en la dirección hidráulica, en la que el volante pone a
presión un líquido que, a su vez, mueve mediante un pistón, la barra de la dirección.
 
 
Los líquidos poseen la notable ventaja de transmitir a distancia grandes fuerzas con sólo
conectar el tubo con líquido a presión. El efecto de los campos de fuerzas, por ejemplo el
de la gravitación, sobre los líquidos quedó definido por la ley de Stevin:
 
 
La presión sobre el fondo de un recipiente que contiene un líquido en reposo es igual al
peso de una columna de líquido comprendida entre la superficie considerada y la superficie
libre; este principio se aplica para determinar la presión de alimentación de un depósito que
se vacía por gravedad.
 
 
El principio fundamental de la hidrodinámica está constituido por el teorema de Bernoulli,
que aplica a los líquidos el principio de la conservación de la energía. Dicho teorema afirma
que un líquido en movimiento posee una cantidad de energía que se reparte en tres formas:
energía de presión, energía de velocidad y energía de altura: la suma de las tres, es decir la
energía total, permanece constante, si se prescinde de las pérdidas por rozamiento.
 
 
La velocidad de salida de un líquido de un recipiente constituye una aplicación de la ley de
Bernoulli: la velocidad de salida v (despreciando el fenómeno de contracción de la vena
líquida) está expresada por la relación
 
V=(2gh) ½
 
 
 y depende de la altura del líquido contenido en el recipiente.
 
 
En el automóvil, la aplicación de los principios de la hidrodinámica es muy amplia. Basta
pensar en los circuitos de lubricación y de inyección del motor que constituyen verdaderas
redes hidráulicas, en cuyo diseño es necesario, teniendo en cuenta las necesidades en los
puntos de utilización, dimensionar detalladamente toda la línea, incluidas las bombas de
alimentación

Principios Físicos ()

La ley de pascal nos dice que……

Simbología (Estandarización, Norma ISO 1219,…..)

 Instalación Hidráulica (Grupos funcionales, Elementos, …..)

Fluidos Hidráulicos (Que son, Características, Funciones,)

Bombas Hidráulicas (Función, Tipos, Características, etc…)

Motores Hidráulicos (Función, Tipos, Características, etc…)

Cilindros Hidráulicos (Función, Tipos, Características, etc…)

Válvulas Hidráulicas de Vías (Función, Tipos, Características, etc…)

Glosario

A…

B…

Rueda: Una rueda es un elemento mecánico de forma redonda cuya lógica es girar

alrededor de un eje, por lo general, con la misión de impulsar el movimiento de una
máquina o algún vehículo, entre otros, siendo el caso más emblemático el de un automóvil
que se moviliza gracias a cuatro ruedas.

Presión: Magnitud física que representa la fuerza que se ejerce sobre una superficie o área;
también la podemos describir como………

Z…

Referencias Bibliográficas y webgrafía. (Norma APA)

Creus Sole, Antonio. (2011). Neumática e Hidráulica. (II Ed.). México: Alfaomega Grupo
Editor.

……………
https://www.ecured.cu/Bombas_Hidra%C3%BAlicas

Bibliografía

Conceptodefinicion.de, Redacción. (Última edición:30 de septiembre del 2015). Definición

de Hidráulica. Recuperado de: https://conceptodefinicion.de/hidraulica/. Consultado el 21
de abril del 2020