La palabra Hidráulica viene del latín hydraulica y ésta del griego hydrauliké que corresponde al término femenino de hydraulikós, que a su vez se deriva de hydraulis, cuya traducción al español podría ser tubo de agua. La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos.
En cuanto a los sistemas hidráulicos, hay que hacer una distinción entre los sistemas que utilizan el impacto de un líquido en movimiento, que se denominan sistemas hidrodinámicos y los que son accionados comprimiendo un fluido contenido en un recipiente cerrado, por presión, llamado sistema hidrostático.
Hidrostática
La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de equilibrio, es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición. El principio fundamental de la hidrostática es el llamado 'Principio de Pascal".
El principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: "La presión aplicada a un fluido se transmite íntegramente y por igual en todas las direcciones y ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales, actuando estas fuerzas perpendicularmente a las paredes del recipiente que las contiene".
Un ejemplo del principio de Pascal es la imagen que se muestra en la siguiente figura. Si llenamos una botella de líquido y la cerramos con un tapón sin que exista cámara de aire, veremos como con una pequeña presión ejercida sobre el tapón, podremos ejercer una presión que se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos.
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| Principio de Pascal |
Prensa Hidráulica
En los primeros años de la revolución industrial, casi dos siglos después de que Pascal enunciara su ley sobre las presión aplicada a los fluidos, un mecánico británico llamado Joseph Bramah utilizó el descubrimiento de Pascal para desarrollar una prensa hidráulica.
La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido.
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| Prensa Hidráulica. Principio de Pascal |
Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión P que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma casi instantánea a todo el resto del líquido. Por el principio de Pascal esta presión será igual a la presión que ejerce el fluido en la sección S2, es decir:
Y por tanto, la relación entre la fuerza resultante en el émbolo grande cuando se aplica una fuerza menor en el émbolo pequeño será tanto mayor cuanto mayor sea la relación entre las secciones:
La prensa hidráulica es una máquina compleja que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye el fundamento de elevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivos hidráulicos de maquinaria industrial.
Ventajas de la Hidráulica
- Velocidad variable de actuadores: Cilindros y Motores
- Reversibilidad. Posibilidad de inversión
- Protección contra sobrecargas mediante válvulas de seguridad
- Tamaños reducidos. Grandes fuerzas con elementos pequeños
- Canalización de la energía. Instalaciones rígidas y flexibles
Inconvenientes de la Hidráulica
- Fluidos imflamabes
- Impacto ambiental
- Riesgo de contaminación de productos por fugas
