Fundamentos Esenciales de Circuitos Hidráulicos: Principios, Componentes y Rendimiento

Circuitos Hidráulicos: Ventajas y Fundamentos

Los circuitos hidráulicos pueden transmitir presiones altas, por lo que las potencias que transmiten son mayores que en neumática. La hidráulica emplea aceite que, a diferencia del aire, es incompresible, lo que permite detener el recorrido del vástago. Los elementos de un circuito hidráulico son iguales que en neumática.

Propiedades Fundamentales del Fluido Hidráulico

Densidad

Masa por unidad de volumen que no varía con la presión.

Presión de Vapor y Cavitación

Es la presión a la cual, para una determinada temperatura, las fases del líquido y vapor están en equilibrio. A la presión de vapor, las moléculas del líquido salen del mismo en forma de bolsas de vapor para volver al estado líquido. Este fenómeno se conoce como cavitación.

Viscosidad

Representa la resistencia de un fluido al movimiento.

Tipos de Viscosidad

• Absoluta (Dinámica): Facilidad de un líquido a desplazarse cuando se aplica una fuerza externa. La viscosidad representa la resistencia de un fluido al movimiento. Si tiene más viscosidad, tiene dificultad. La viscosidad varía con la temperatura.
• Cinemática: Es el cociente entre la viscosidad dinámica y la densidad.

Dinámica de Fluidos y Tipos de Flujo

Número de Reynolds (Re)

Relación de la fuerza dinámica de la masa de fluido respecto a los esfuerzos de deformación por la viscosidad.

Clasificación del Flujo

• Laminar: Las moléculas se mueven de forma ordenada; las capas de fluido se desplazan una sobre otra como láminas.
• Turbulento: Las moléculas se desplazan de forma desordenada; las líneas de corriente se entrelazan formando remolinos.
• De Transición.

Principios Físicos Aplicados

Principio de Pascal

La presión aplicada a un fluido incompresible confinado se transmite íntegramente en todas direcciones y ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales.

Prensa Hidráulica

Máquina que funciona según el Principio de Pascal. Tiene dos émbolos de distinto diámetro; si se ejerce fuerza sobre el émbolo pequeño, se obtiene mayor fuerza en el émbolo mayor.

Ley de Continuidad

Para un fluido con densidad constante, si tiene dos puntos con diferente sección, pasa el mismo caudal.

Componentes Clave: Bombas Hidráulicas

Las bombas son el elemento encargado de impulsar el fluido a los demás elementos, transformando energía mecánica en energía hidráulica.

Tipos de Bombas

• Engranajes: Los engranajes giran impulsando el aceite entre los huecos de los dientes.
• Pistones o Émbolo: Utilizan pistones (o un émbolo grande axial) que aspiran el líquido y luego lo expulsan a presión.

Características y Rendimiento del Sistema

Parámetros de Funcionamiento

Valor Nominal de Presión

Presión de trabajo.

Caudal

Cantidad de fluido que circula.

Desplazamiento

Volumen de líquido bombeado en una vuelta completa.

Medición del Rendimiento

• Rendimiento Volumétrico: Caudal real / Caudal teórico.
• Rendimiento Total: Relación entre la potencia hidráulica obtenida y la potencia consumida.

Resistencia y Pérdidas

Resistencia Hidráulica

Resistencia que oponen los elementos del circuito al paso del fluido.

Pérdidas de Carga

Disminución de la presión del fluido al circular por un conducto. Es necesario minimizar estas pérdidas para que el sistema funcione mejor.