Fundamentos de la Hidráulica: Conceptos Clave y Principios

La hidráulica estudia el comportamiento del agua y de otros líquidos, en reposo o en movimiento.

Conceptos Fundamentales

• Hidrostática: estudia a los fluidos en reposo.
• Cohesión: fuerza que mantiene unidas a las moléculas de un mismo cuerpo.
• Adhesión: fuerza de atracción entre las moléculas de un sólido y un líquido cuando hacen contacto.
• Capilaridad: cuando un líquido sube por un tubo hasta cierta altura, formando en la superficie libre del líquido una curva llamada menisco.
• Tensión superficial: resistencia que presenta la superficie libre de un líquido a ser penetrada.
• Viscosidad: la dificultad que presentan las capas de un líquido a deslizarse respecto a las demás.
• Densidad: masa por unidad de volumen.
• Peso específico: es la razón del peso y del volumen.

Presión

• Presión: es la razón de una fuerza normal al área sobre la cual actúa.
• Presión hidrostática: es la presión que ejerce un líquido sobre las paredes y el fondo del recipiente que lo contiene, y depende de la profundidad.
• Presión atmosférica: presión ocasionada por el peso del aire sobre los cuerpos, disminuye con la altitud.
• Presión manométrica: es la lectura de la presión durante la salida de aire o gas de algún recipiente u objeto que los contenga, obtenida con instrumentos especiales llamados manómetros.
• Presión absoluta: suma de la presión atmosférica y la presión manométrica.

Principios Fundamentales

• Principio de Pascal: la presión aplicada a un fluido encerrado se transmite con la misma intensidad a cada punto de este y de las paredes del recipiente que lo contiene.
• Principio de Arquímedes: todo cuerpo sumergido en un fluido es empujado hacia arriba por una fuerza igual al peso del fluido desalojado.

Hidrodinámica

La hidrodinámica estudia a los líquidos en movimiento.

• Flujo: es la cantidad de masa de un fluido que atraviesa el área de la sección transversal de un tubo por segundo.
• Gasto: es el volumen del fluido que atraviesa el área de la sección transversal en un segundo.
• Principio de continuidad: el volumen de un fluido que fluye por un sistema de tuberías se mantiene constante aunque existan variaciones del diámetro de los tubos.
• Principio de Bernoulli: el trabajo total externo, aplicado a un sistema de flujo estacionario, es igual al cambio de la energía mecánica del sistema.

Flujo Estacionario

Es el movimiento de las partículas de un fluido cuando cada partícula que pasa sucesivamente por un punto de la tubería se mueve en la misma dirección y con la misma velocidad que las precedentes.

• Teorema de Torricelli: la velocidad que adquiere un fluido contenido en un depósito, al salir por una perforación, es igual a la velocidad que adquiere un cuerpo en caída libre soltado desde la superficie libre del fluido.
• Efecto Venturi: es el fenómeno por el que la velocidad de un fluido aumenta al pasar por un estrechamiento, pero su presión disminuye.