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Grua hidráulica
   
La Grúa Hidráulica
Gracias a B. Pascal
¡no necesitamos ser superhéroes para levantar cargas muy pesadas!
ver desarrollo en "leer más"
 
  La prensa hidráulica es una de las aplicaciones principales
de lo que se conoce como Principio o Ley de Pascal
que a su vez se fundamenta en el
Principio Fundamental de la Hidrostática
(lo desarrollamos en otro proyecto: ver )
ver "hidrostática mb
y uno de los proyectos con los que
más fácilmente podemos comprenderlo.
Según el principio de Blas Pascal:
"La presión ejercida sobre un fluido contenido
en un recipiente cerrado, se transmite
a todos los puntos del mismo con igual intensidad
en todas las direcciones y perpedicular a sus paredes".
En física entendemos por "presión" a la relación entre una fuerza
y la superficie sobre la que es aplicada. 
Si aplicamos una fuerza F sobre una superfie S
tenemos que la presión ejercida será:
P = F/S
La unidad de presión en honor al cientifico se denomina
"Pascal"
y se mide en "N" (unidad de fuerza Newton) sobre m2
1N = 1N/m2 

 La prensa hidráulica consiste en dos cilindros de diferente diámetro unidos unidos por un tubo y llenos de algún tipo de líquido (generalmente aceites) a los que se les acoplan sendos pistones que deben hacer contacto con el líquido.

Cuando sobre el pistón de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1, la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma instantánea a todo el resto del líquido;

por tanto, será igual a la presión p2 que ejerce el líquido
sobre el pistón de mayor sección S2, entonces, si:

p_1 = p_2 \,

Si la sección S2 es  "X"  veces mayor que la S1, la fuerza F1 aplicada sobre el pistón pequeño
se ve multiplicada por "X" en el pistón más grande.
El hombre ha desarrollado infinidad de sistemas para aprovechar esta propiedad de los liquidos.
Gracias a ella podemos detener un vehículo con solo ejercer una pequeña fuerza sobre el pedal del freno, elevar grandes cargas, asegurar el tren de aterrizaje de los aviones, abrir o cerrar compuertas enormes en las centrales hidroeléctricas y muchas aplicaciones más.
El desarrollo que les proponemos es muy sencillo de realizar.
Necesitamos los siguientes materiales y elementos:
  • 2 Jeringas de distinta medida (cuanta mayor diferencia en cm3 mejor).
  • 20 a 30 cm. de tubo plástico flexible o de latex. El diámetro debe ser de 4 a 6 mm.
  • Una tabla de madera o plastico rígido de 30 x 20 cm. (aprox).
  • Alambre blando o cualquier elemento que nos sirva para sujetar las jeringas a la tabla.
  • Opcinal: 2 pequeñas "bandejitas" para pegar sobre los émbolos
  • Opcinal: varias pesas para poder medir las diferencias de fuerzas entre las dos jeringas.

Eso es todo lo que necesitamos para hacer nuestra primera grua hidráulica.

¿Cómo lo hacemos?

Primero: conectamos uno de los extremos del tubo a la salida de una de las jeringas (no importa cual). Debemos cerciorarnos que la unión sea bien a presión, si tenemos dudas aplicamos algún adhesivo para juntas de los que usan los plomeros (en algunos paises los llaman "fontaneros).

Segundo: medimos unos 20 a 30 cm. del tubo (de acuerdo a la distancia que bajamos a dejar entre una jeringa y la otra), lo cortamos y lo conectamos a la segunda jeringa igual que hicimos con la primera.

Tercero: quitamos los pistones de las jeringas y llenamos con agua coloreada o aceite el sistema. Una de las jeringas debe quedar con un poco menos de líquido que la otra para permitir el desplazamiento de los pistones.

NOTA: los pistones de las dos jeringas deben quedar en contacto con el líquido. A veces no es tan fácil lograr que no quede aire entre alguno de los pistones y el líquido; les damos un pequeño truco: realicen este paso colocando el sistema dentro de un recipiente que contenga suficente líquido como para taparlo por completo, cuando logramos retirar todo el aire del sistema, colocamos los pistones.

Cuarto: sujetamos firmemente las jeringas sobre la tabla con abrazaderas o alambre y pegamos sobre la parte superior de cada pistón una bandejita que nos van a servir para ir colocando las pesas con las que vamos a hacer funcionar nuestra prensa hidráulica.

¿Qué observamos?

Si todo el sistema está correctamente armado (sin fugas de líquido), veremos que al ejercer una fuerza sobre el pistón de la jeringa de menor diámetro, el piston de la mayo se eleva con recorrido menor pero ejerciendo una fuerza mayor. Podemos comprobarlo colocando pesas en cada una de las bandejitas y calcular las diferencias entre las fuerzas necesarias para igualarlas en las dos jeringas.

Los datos los podemos corroborar utilizando las fórmulas que vimos anteriormente; son muy sencillas, solo debemos conocer la superficie de cada émbolo de las jeringas. 

En otros proyectos desarrollamos sistemas un poco más complejos, siempre aplicando el mismo principio,
pero combinando varios pistones con brazos articulados imitando a las grandes máquinas que vemos
en las obras de construccion de edificios, obras viales, de canalizaciones, etc.

 

 
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