Hidraulica-y-neumatica45

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CIRCUITOS HIDRAULICOS Y 
NEUMATICOS 
Definiciones: Fluido newtoniano, Hidráulica y neumática 
 
 
25 DE ENERO DE 2017 
EDUARDO ADAME BARAJAS 
 
Fluido Newtoniano 
 
 Se le llama fluido newtoniano a cualquier fluido que se comporte de acuerdo a la 
ecuación 𝜏 = 𝜂(
Δ𝑣
Δ𝑦
), donde 𝜏 es el esfuerzo cortante y se define como la fuerza que se 
requiere para que una unidad de área de una sustancia se deslice sobre otra. Entonces, 𝜏 es 
una fuerza dividida entre un área, y se mide en las unidades de 
N
𝑚2
 (Pa) o 
lb
𝑝𝑖𝑒2
. En fluidos 
como el agua, el alcohol u otros líquidos comunes, la magnitud del esfuerzo cortante es 
directamente proporcional al cambio de velocidad entre las posiciones del fluido. 
 
 
Figura 1. Gradiente de velocidad de un fluido en movimiento. 
 
 La figura 1 ilustra el concepto de cambio de velocidad en un fluido con el esquema 
de una capa delgada de fluido entre dos superficies, una de las cuales es estacionaria, en tanto 
que la otra está en movimiento. Una condición fundamental, cuando un fluido real está en 
contacto con una superficie de frontera, es que el fluido tenga la misma velocidad que esta. 
Entonces, en la figura la parte del fluido en contacto con la superficie inferior tiene una 
velocidad igual a cero y aquella en contacto con la superficie superior tiene una velocidad 𝑣. 
Si la distancia entre las dos superficies es pequeña, entonces la tasa de cambio de la velocidad 
con posición 𝑦 es lineal. Es decir, varia en forma lineal. El gradiente de velocidad es una 
medida del cambio de velocidad y se define como 
Δ𝑣
Δ𝑦
. También se le denomina tasa cortante. 
 El hecho de que el esfuerzo cortante en el fluido sea directamente proporcional al 
gradiente de velocidad se enuncia en forma matemática así: 𝜏 = 𝜂(
Δ𝑣
Δ𝑦
), donde la constante 
de proporcionalidad 𝜂 se le denomina viscosidad dinámica del fluido. 
 
 
 
Hidráulica. 
 La palabra “Hidráulica” proviene del griego “hydor” que significa “agua”. Hoy el 
termino hidráulica se emplea para referirse a la transmisión y control de fuerzas y 
movimientos por medio de líquidos para la transmisión de energía, en la mayoría de los casos 
se trata de aceites minerales, pero también pueden emplearse otros fluidos, como líquidos 
sintéticos, agua o una emulsión agua-aceite. 
 La hidráulica es la parte de la física que estudia la mecánica de los fluidos; analiza las 
leyes que rigen el movimiento de los líquidos y las técnicas para mejorar el aprovechamiento 
de las aguas; se divide en: 
 Hidrostática (líquidos en reposo) 
 Hidrodinámica (líquidos en movimiento) 
Tiene para su estudio las características de los líquidos que son: 
 Viscosidad (Resistencia de un líquido a fluir). 
 Tensión superficial (Fuerza de atracción entre moléculas de un líquido que 
permite se forme una finísima membrana plástica en la superficie de un líquido). 
 Cohesión (Fuerza que mantiene unidad entre moléculas de una misma sustancia). 
 Adherencia (Fuerza de atracción entre moléculas de sustancias diferentes). 
 Capilaridad (Fenómeno que se presenta cuando existe contacto entre un líquido y 
una pared sólida, especialmente si se encuentra en recipientes tan delgados como 
el cabello). 
 
Neumática 
 La neumática es el conjunto de aplicaciones técnicas (transmisión y transformación 
de fuerzas y movimiento) que utilizan la energía acumulada en el aire comprimido. 
 Desde hace mucho tiempo se ha utilizado consciente o inconsciente mente en distintas 
aplicaciones. El griego Ktesibios fue el primero que se sepa con seguridad utilizo aire 
comprimido como elemento de trabajo. Hace más de 2000 años construyo una catapulta de 
aire comprimido. Uno de los primeros libros que trato el empleo del aire comprimido como 
energía data del siglo I, describiendo mecanismos accionados por aire comprimido. 
 La propia palabra procede de la expresión griega “pneuma”, que se refiere a la 
respiración, el viento y en filosofía, el alma. 
 Hasta finales del siglo pasado no se comenzó a estudiar sistemáticamente su 
comportamiento y reglas, cuando el estudio de los gases es objeto de científicos como 
Torricelli, Pascal, Mariotte, Boyle, Gay Lussac, etc. La verdadera irrupción de la neumática 
en la industria se dio a partir de 1950 con la introducción de la automatización en los procesos 
de trabajo, aunque al comienzo fue rechazada por su desconocimiento. Hoy en día no se 
concibe una explotación industrial sin aire comprimido. La automatización permite la 
eliminación total o parcial de la intervención humana. Asume pues algunas funciones 
intelectuales más o menos complejas de cálculo y decisión. 
 La “neumática convencional” es la tecnología que emplea elementos neumáticos con 
partes mecánicas en movimiento. La energía estática contenida en un fluido bajo presión de 
3 𝑎 10
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
 es transformada en energía mecánica mediante los actuadores (cilindros o 
motores). 
 
Figura 2. Descripción grafica de la neumática. 
Bibliografía: 
[1] Mott Robert L. Mecánica de Fluidos, Sexta edición, PEARSON EDUCACION, México, 2006, 
pp 26-33. 
[2]http://hidraulicaramadelafisica.blogspot.mx/2007/11/la-hidraulica-y-su-aplicacion-en-la.html 
[3]http://circuitos-hidraulicos-y-neumaticos.blogspot.mx/p/conceptos-basicos-de-la-neumatica.html 
http://hidraulicaramadelafisica.blogspot.mx/2007/11/la-hidraulica-y-su-aplicacion-en-la.html