Fundamentos de Hidráulica y Oleohidráulica: Principios y Aplicaciones

Características de la hidráulica

• Grandes fuerzas producidas en un reducido espacio de montaje.
• Las fuerzas se gradúan según las necesidades.
• El movimiento puede realizarse con carga máxima desde el arranque.
• Graduación continua y simple de la velocidad, momento o fuerza.
• Protección simple contra sobrecarga.
• Útil para movimientos rápidos controlados, así como para movimientos extremadamente lentos.
• Acumulación relativamente sencilla de energía por medio de gases.

Principios Fundamentales

• Definición: La presión ejercida por un punto cualquiera de una masa líquida encerrada en un recipiente se transmite por igual a todos los puntos y en todas las direcciones.

Transformación hidráulica de fuerzas

• Representación gráfica y desarrollo

Dado que la presión se distribuye uniformemente en el líquido, la forma del recipiente no tiene ninguna influencia.

Principio de transformación de presión

• Representación gráfica y desarrollo

Dos émbolos de distinto tamaño están unidos por una barra. Si sobre la superficie A₁ actúa la presión P₁, se obtiene en el émbolo grande la fuerza F₁. Esta fuerza es transmitida por la barra al émbolo pequeño y actúa sobre la superficie A₂ produciendo la presión P₂.

Dinámica de Fluidos

1. Caudal: Define el caudal y desarrolla su ecuación hasta llegar a la expresión: Q = A * v, indicando las unidades en cada caso.
2. Ecuación de continuidad: Si el caudal que circula por una conducción de sección variable es el mismo, el producto de la sección por la velocidad es constante en todos sus puntos.
3. Ecuación de la energía (Ecuación de Bernoulli): Nos dice que en un flujo la energía permanece constante, siempre que no haya intercambio con el exterior. La energía total está compuesta por:
   • Energía potencial: Energía de posición en función de la altura de columna de fluido.
   • Energía de presión: Presión estática.
   • Energía cinética: Energía de movimiento en función de la velocidad del flujo (presión dinámica).

   Ecuación: Energía de posición + energía de presión + energía de movimiento.

4. Explicación de la ecuación de Bernoulli:

   Al variar el diámetro de la tubería, la velocidad cambia. Así pues, la energía cinética aumenta o disminuye. Como la energía total es constante, la variación de energía debe ser compensada por un aumento o disminución de la energía de presión.

5. ¿Por qué la energía de posición es despreciable en una instalación hidráulica? Es despreciable ya que sus valores son muy pequeños y apenas se notan.
6. Pérdida de energía por fricción:
   • Si un líquido está en reposo, las presiones son iguales antes, durante y después de una estrangulación; son iguales a lo largo de toda la tubería.
   • Cuando el fluido está en movimiento, debido a la fricción se produce calor y se pierde energía en forma de energía térmica, lo que significa una pérdida de presión.
7. Factores de las pérdidas de carga:
   • Longitud de tubería.
   • Rugosidad de la tubería.
   • Cantidad de codos y curvas.
   • Sección de la tubería.
   • Velocidad de flujo.
   • Tipo de flujo.

Potencia y Presión en Oleohidráulica

1. Potencia hidráulica: Desarrolla la ecuación de la potencia hidráulica, indicando las unidades en cada caso.
2. Grupos de presión en oleohidráulica:
   • Baja presión: hasta 70 bar.
   • Media presión: del orden de 210 bar.
   • Alta presión: 400 a 600 bar.
   • Altísima presión: por encima de 1000 bar.
3. Compresibilidad: Es la capacidad de los fluidos para reducir su volumen al aumentar la presión a la que están sometidos. En instalaciones de gran capacidad y alta presión, puede provocar retrasos en la puesta en presión y golpes de ariete. Los efectos se ven aumentados por las dilataciones de tuberías, depósitos y deformación de estructuras.
4. Trabajo (W): Realizado por una fuerza de intensidad constante (F), cuyo punto de aplicación se desplaza a una distancia (S) en la dirección de la fuerza.
5. Potencia (P): Es el trabajo (W) realizado en la unidad de tiempo (t).

Simbología Hidráulica

• Bombas de caudal constante:
• Bombas de caudal variable:
• Motores de caudal constante:
• Motores de caudal variable:
• Motor oscilante:
• Conductos flexibles:
• Refrigeradores:
• Calentadores:
• Medidor de flujo:
• Contador totalizador:
• Válvulas 4/3 de centro:
  • P/T/A/B (Bloqueo total):
  • P,T/A/B (Presión a tanque):
  • P/T,A,B (Salidas a tanque):
  • P,A,B/T: Presión y salidas conectadas, tanque bloqueado.