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El sistema hidráulico: la idea básica

Escrito por el 24 Julio 2009 – 12:2319 Comentarios

Principio de PascalLa idea básica de cualquier sistema hidráulico es muy simple: la presión que se aplica en un punto determinado se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo mediante un fluido incompresible (por ejemplo aceite o agua). En el siguiente diagrama se muestra el sistema hidráulico más simple: consta de dos pistones y un tubo de aceite que los conecta.

Si aplicamos una fuerza descendente a un pistón (el de la izquierda en este caso), esta fuerza se transmite al segundo pistón a través del aceite del tubo con la misma intensidad. Como el aceite es incompresible, la fuerza descendente que aplicamos a un pistón es muy eficiente, de modo que casi toda la fuerza producida se transmite al segundo pistón a través del aceite del tubo.

Lo bueno de los sistemas hidráulicos es que es muy fácil multiplicar (o dividir) la fuerza aplicada en el sistema. En un sistema hidráulico, todo lo que hacemos es cambiar el tamaño de un pistón y el cilindro en relación con los demás, como se muestra en el siguiente diagrama:

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El pistón de la derecha tiene una área de superficie nueve veces mayor que el pistón de la izquierda. Si aplicamos fuerza descendente al pistón de la izquierda, éste se desplazará 9 cm por cada 1 cm que se mueva el pistón de la derecha, y la fuerza se multiplicará por 9 en el pistón de la derecha.

Para determinar el factor de multiplicación, hay que saber el tamaño del pistón. Supongamos que el pistón de la izquierda es de 2 cm de diámetro (radio de 1 cm), mientras que el de la derecha es de 6 cm de diámetro (3 cm de radio). El área de los dos pistones es de Pi * r2. Por lo tanto el área del pistón de la izquierda es de 3.14, mientras que el área del de la derecha es de 28.26. Como conclusión obtenemos que el pistón de la derecha es 9 veces más grande que el pistón de la izquierda. Lo que significa que cualquier fuerza aplicada al pistón de la izquierda será nueve veces mayor en el de la derecha. De modo que si aplicamos una fuerza descendente de 100kg al pistón de la izquierda, una fuerza ascendente de 900 kg aparecerá en el pistón de la derecha. El único inconveniente es que tendremos que bajar el pistón de la izquierda 9 cm para elevar 1cm el pistón de la derecha.

Los frenos del coche son un buen ejemplo de un pistón básico movido por un sistema hidráulico. Cuando pisamos el pedal de freno, estamos empujando el pistón hacia el cilindro principal del freno (que es el encargado de proporcionar presión a los dos circuitos del coche). La presión que se ejerce sobre este pistón, que actúa sobre el líquido, es transmitido a otros cuatro pistones (uno en cada rueda) que accionan los frenos para detener al coche presionando las pastillas de freno contra el rotor de freno.

En la mayoría de sistemas hidráulicos, cilindros hidráulicos y pistones se conectan a través de válvulas a una bomba que proporciona aceite a una presión muy alta.

Fuente: howstuffworks.com

¿Qué entendemos por hidráulica?

Es la aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, para construir dispositivos que funcionan con líquidos (generalmente agua o aceite). La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas. Su fundamento es el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo. Blaise Pascal, filósofo y científico, formuló en 1647 el principio que lleva su nombre, con aplicaciones muy importantes en hidráulica.

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