1 00:00:01,840 --> 00:00:13,000 Este ya es el último de las unidades didácticas de segundo bachillerato y este tema ya fue tratado en primero de bachillerato. 2 00:00:13,000 --> 00:00:27,480 Por lo tanto, lo que vamos a hacer en esta presentación es ampliar aquellos contenidos que creemos que deben ser ampliados y mejorar un poco lo que ya se vio en primero de bachillerato. 3 00:00:27,480 --> 00:00:35,679 Os remito a que le echéis un vistazo a los contenidos de primera bachillerato que también podéis encontrar en uno de mis blogs. 4 00:00:39,850 --> 00:00:52,329 Principalmente vamos a volver a hablar de las propiedades físicas de los fluidos, de la simbología y vamos a hacer especial hincapié en este caso en las pérdidas de carga desde los circuitos hidráulicos. 5 00:00:52,329 --> 00:01:13,150 Porque realmente los circuitos neumáticos, aunque sí que es cierto que también las tiene y por las mismas causas, son prácticamente despreciables. En cambio, los circuitos hidráulicos, por las características propias del agua, mucho más densa, mucho más pesada, etc., cobra un poco más de sentido hablar de esto que no se vio en su momento. 6 00:01:13,150 --> 00:01:34,950 Y luego pues volveremos a hablar de ejemplos de aplicación de la neumática y de la hidráulica en nuestra vida cotidiana y pues os remito para mejorar todo lo que tengáis que mejorar y para entender conceptos y consolidar conceptos a que hagáis numerosos ejemplos, que es como más vais a utilizarlo. 7 00:01:34,950 --> 00:01:50,930 También os recuerdo que ya el año pasado hicimos un sim y dijimos que es muy buena herramienta para diseño de circuitos neumáticos y para poder explicar y entender el funcionamiento de los circuitos neumáticos. 8 00:01:50,930 --> 00:02:20,909 Y dicho esto, pasamos a ver las características de los fluidos que no conocemos, porque las que conocemos, que ya las vimos en el curso pasado, su composición, las distintas ecuaciones que rigen el aire, el aire comprimido que se entiende que es el aire, como una mezcla de gases que además son gases ideales, hablamos de la ecuación de estado y hablamos de algunas propiedades físicas importantes. 9 00:02:20,930 --> 00:02:29,490 de los fluidos, sobre todo del aire. Caracterizamos sobre todo el aire como principal componente. 10 00:02:30,189 --> 00:02:37,449 El problema es que el aire sí que es cierto que está formado aproximadamente por un 79% de nitrógeno y un 21% de oxígeno, 11 00:02:38,250 --> 00:02:47,430 pero no son los únicos gases que forman parte del aire. En el aire hay otra serie de componentes que están en pequeñas proporciones 12 00:02:47,430 --> 00:02:53,590 y que obviamos en el curso anterior, pero que en este vamos a empezar a tenerlos en cuenta. 13 00:02:55,310 --> 00:03:06,990 Un componente del aire que dimos poca importancia en el curso anterior, pero que sí que es cierto que es el causante de numerosos fenómenos, es la humedad. 14 00:03:06,990 --> 00:03:18,650 Yo creo que todos cuando hemos hablado de partes meteorológicas y cuando ha habido diferentes partes meteorológicas, etc., pues ha oído hablar de la humedad relativa del aire, etc. 15 00:03:19,129 --> 00:03:27,710 Es decir, que el aire, el aire que nosotros tenemos, la atmósfera que nos rodea, pues tiene un cierto porcentaje de vapor de agua. 16 00:03:28,930 --> 00:03:34,229 Y el vapor del agua, aunque nos parezca el vapor de agua, da más problemas de los que parece. 17 00:03:34,229 --> 00:03:43,210 porque para empezar, al contrario que el nitrógeno y el oxígeno, no es un gas perfecto, es un vapor. 18 00:03:43,550 --> 00:03:47,770 Entonces, pues todas las características que tiene, pues son diferentes. 19 00:03:49,250 --> 00:03:54,229 Aparte, pues cuando hay cambios de presión, de temperatura, tiende a condensarse. 20 00:03:54,229 --> 00:04:03,969 Entonces, con la finalidad de conocer la cantidad de agua que existe en un determinado, en el aire, 21 00:04:04,229 --> 00:04:11,009 Pues se utiliza lo que se llaman los diagramas ciclométricos, que son, este es un caso, uno de ellos, ¿no? 22 00:04:11,409 --> 00:04:16,069 Entonces nos van a permitir conocer las cantidades de agua que va junto con el aire. 23 00:04:16,509 --> 00:04:18,910 Concreto para el caso de los sistemas neumáticos. 24 00:04:19,110 --> 00:04:21,769 Bueno, en los sistemas neumáticos el aire tiene que estar comprimido. 25 00:04:23,029 --> 00:04:25,810 Al comprimir el aire se suele condensar el agua. 26 00:04:25,810 --> 00:04:37,629 Entonces, ese agua que aparece como consecuencia de la condensación puede corroer todo lo que son las válvulas y puede corroer todos los sistemas. 27 00:04:37,629 --> 00:05:02,430 Por esa cuestión, en los equipos de alimentación de circuitos neumáticos se suelen poner filtros y se suelen tomar medidas para evitar que este aire pueda llegar a corroer, por ejemplo, las válvulas que ya son un costo importante y pueden dar lugar a problemas de corrosión. 28 00:05:02,430 --> 00:05:12,490 O sea, es quizás lo más característico o lo más importante en cuanto a la humedad. 29 00:05:13,449 --> 00:05:19,329 Otra característica de la cual no hablamos es la viscosidad. 30 00:05:19,589 --> 00:05:27,490 Y no hablamos porque para el caso del aire, hablar de viscosidad resulta bastante irrisódico. 31 00:05:27,490 --> 00:05:41,649 O sea, la viscosidad del aire se puede suponer que es despreciable prácticamente. El aire no es viscoso. Eso es cierto, eso es una realidad. Sin embargo, cuando hablamos del agua, las cosas cambian. 32 00:05:41,649 --> 00:05:54,949 Porque, no del agua, sino los circuitos hidráulicos realmente, el fluido que forma parte del circuito no es agua. En la mayor parte de los casos es un tipo de aceite, son tipos de aceites. 33 00:05:55,589 --> 00:06:09,490 Y para este caso, para estos aceites, que son los verdaderos fluidos que aparecen en los sistemas hidráulicos, la viscosidad sí que tiene mucha importancia. 34 00:06:09,490 --> 00:06:25,689 Entonces, como no se puede paliar el concepto de viscosidad, lo hemos plasmado y como vemos, pues es una ecuación muy parecida a las ecuaciones de Fourier o otras ecuaciones de transporte. 35 00:06:25,689 --> 00:06:40,269 La viscosidad está relacionada con, la inversa de la viscosidad concretamente es la fluidez y está relacionada con la posibilidad de que las distintas capas de fluido puedan fluir, puedan moverse. 36 00:06:40,569 --> 00:06:53,269 Luego hay un esfuerzo cortante que va a estar relacionado con el gradiente de velocidad en una sección y esa constante proporcionalidad no es otra cosa que la viscosidad. 37 00:06:53,269 --> 00:07:13,769 Por lo tanto, cuando hablamos de sistemas hidráulicos, la viscosidad va a cobrar una especial relevancia. Relevancia que no la tenían los sistemas neumáticos y que por ese motivo se obvió cuando se estudiaron los circuitos neumáticos en primero de bachillerato. 38 00:07:16,870 --> 00:07:21,389 La viscosidad es más importante de las que nos puede ocurrir, nos puede aparecer en un principio, 39 00:07:21,529 --> 00:07:28,550 porque no solamente nos está relacionada con esa resistencia al movimiento de las capas, 40 00:07:29,569 --> 00:07:35,750 sino que podemos clasificar los fluidos, atendiendo a la viscosidad, en fluidos newtonianos y no newtonianos. 41 00:07:35,750 --> 00:07:43,750 Hay fluidos que su viscosidad va a depender de la fuerza, o sea, que a medida que aumenta la fuerza, la viscosidad disminuye. 42 00:07:44,230 --> 00:07:45,910 Estos son los fluidos no newtonianos. 43 00:07:46,949 --> 00:07:52,870 Bueno, tienen algunas aplicaciones tecnológicas y por eso los he mencionado. 44 00:07:53,410 --> 00:08:02,990 Lo normal es que los fluidos sean newtonianos y como consecuencia cumplan esa ecuación y además su viscosidad disminuye cuando aumente la temperatura. 45 00:08:03,709 --> 00:08:13,949 Con lo cual la temperatura va a ser otro factor a tener muy en cuenta y muy en consideración en este tipo de circuitos, en los circuitos hidráulicos. 46 00:08:13,949 --> 00:08:18,889 Pues ya digo que para los neumáticos no tiene especial relevancia. 47 00:08:22,620 --> 00:08:38,460 Otra cuestión que tampoco tiene mucha relevancia en el caso de los sistemas neumáticos, porque realmente siempre vamos a tener más o menos el mismo tipo de régimen o lo vamos a poner nosotros, es este concepto de régimen. 48 00:08:39,440 --> 00:08:47,399 Para los fluidos y para muchas otras cuestiones de tipo tecnológico, existe lo que se conoce con el nombre de teorema de Buckingham. 49 00:08:47,919 --> 00:08:56,419 El teorema de Buckingham lo que hace es agrupación de variables para conseguir lo que se conoce con el nombre de números adimensionales. 50 00:08:57,440 --> 00:09:04,860 Existen muchísimos números adimensionales que son muy utilizados en el mundo tecnológico, como el Nusselt, etc. 51 00:09:04,860 --> 00:09:19,600 Pero quizá uno de los más populares y los más conocidos y el que tiene una relevancia muy importante sobre todo para el caso de los fluidos es el número de reinos. 52 00:09:19,600 --> 00:09:41,360 El número de reinos relaciona las fuerzas de inercia con las fuerzas viscosas y por ello podemos calcular como la densidad por la velocidad y por el diámetro de una tubería dividido de la viscosidad, la viscosidad que la hemos definido anteriormente. 53 00:09:42,360 --> 00:09:53,799 Dependiendo del valor de este número, se presentan dos tipos de régimen que van a tener muchísima importancia, sobre todo para cálculos posteriores. 54 00:09:54,220 --> 00:10:10,500 El que tenemos aquí, que es el régimen turbulento, en donde digamos que los fluidos forman remolinos, se mueven un poco al azar, y el régimen laminar, en donde el desplazamiento de las capas de fluido se hace como las hojas de un libro. 55 00:10:10,500 --> 00:10:24,500 Entonces, es el más importante, o sea, sería para reinos inferiores a 2000 se da el régimen laminar y para reinos superiores a 2000 se da el régimen turbulento. 56 00:10:25,860 --> 00:10:34,940 Entonces, bueno, pues dependen de ese valor y lo que podemos ver, digamos que el efecto que tiene este número de reinos es el siguiente. 57 00:10:34,940 --> 00:10:45,889 Pero el número de reinos no sabe conocer los cambios de régimen, sino que también puede afectar a otros cálculos como veremos más adelante. 58 00:10:46,509 --> 00:10:51,330 Bueno, pues con esto hagamos un poco de repaso a la simbología hidráulica y neumática. 59 00:10:51,889 --> 00:11:06,909 Os recuerdo que como en cualquier circuito, los elementos se pueden clasificar en elementos en generadores o elementos de alimentación, que son las rumbas y los compresores, que ya un poco hablamos de ellos en el curso pasado. 60 00:11:08,070 --> 00:11:14,769 Podemos tener también elementos de protección y de acondicionamiento, filtros, depósitos, etc. 61 00:11:14,769 --> 00:11:41,769 Y luego tenemos elementos actuadores y tenemos elementos de control y maniobra. Los elementos de control y maniobra, como en casi todos los circuitos, son los más interesantes porque, como su nombre indica, nos va a permitir ejercer ese control sobre el circuito y permitir que su funcionamiento cumpla los objetivos para el cual ha sido concebido. 62 00:11:41,769 --> 00:11:48,370 concebido. Son válvulas, estos elementos son siempre válvulas. Las válvulas las vamos a 63 00:11:48,370 --> 00:11:54,950 diferenciar en dos grandes tipos. Unas válvulas como las que tenemos aquí, que es la válvula de 64 00:11:54,950 --> 00:12:03,850 simultaneidad y la válvula OR, que en realidad se pueden asociar a funciones lógicas. La función 65 00:12:03,850 --> 00:12:09,350 lógica AND y la función lógica OR. Y otras válvulas, que son válvulas como las que tenemos 66 00:12:09,350 --> 00:12:15,009 aquí que sirven un poco para realizar ese control, ese control, esa maniobra. Lo normal 67 00:12:15,009 --> 00:12:25,809 son las 3, 2 y las 5, 2, aunque las demás también están. Y os recuerdo que el 3 se 68 00:12:25,809 --> 00:12:31,870 refiere a, tenemos el primer número que se refiere al número de vías y el segundo número 69 00:12:31,870 --> 00:12:38,149 que se refiere al número de posiciones. Entonces, un ata válvula 3, 2 significa que 70 00:12:38,149 --> 00:12:44,289 tiene tres vías y dos posiciones, una válvula 5-2 es que tiene cinco vías y dos posiciones. 71 00:12:45,169 --> 00:12:52,809 No es una regla, pero las válvulas 3-2 se asocian a cilindros de efecto simple, que 72 00:12:52,809 --> 00:12:59,629 son los actuadores de los que vamos a hablar a continuación, y las válvulas 3-2 a efecto 73 00:12:59,629 --> 00:13:12,500 simple y las 5-2 a efecto doble. Bueno, actuadores, veis que tenemos aquí distintos tipos de 74 00:13:12,500 --> 00:13:19,399 actuadores y que ya os digo bueno los típicos efectos simple y doble efecto y luego aquí pues 75 00:13:19,399 --> 00:13:28,639 tenemos un montón de símbolos, pálvulas de retroceso, pálvulas de otros tipos que bueno pues 76 00:13:28,639 --> 00:13:38,309 que completan y mejoran la calidad de los diseños neumáticos y de los circuitos neumáticos. Antes 77 00:13:38,309 --> 00:13:43,409 os he hablado del número de Reynolds y os he dicho que tiene mucha importancia para muchas 78 00:13:43,409 --> 00:13:49,970 cuestiones. Os recuerdo la ecuación de Bernoulli que ya comentamos en el curso pasado y que es en 79 00:13:49,970 --> 00:13:56,490 realidad una consecuencia del principio de conservación de la energía. También podríamos 80 00:13:56,490 --> 00:14:00,649 poner pues la consecuencia del principio de conservación de la masa para el caso de los 81 00:14:00,649 --> 00:14:05,169 fluidos y con estos dos principios sólo nos quedaría el principio de la conservación de 82 00:14:05,169 --> 00:14:12,309 movimiento para establecer pues los tres equilibrios clave o los tres principios de 83 00:14:12,309 --> 00:14:15,710 conservación clave que tenemos en cualquier sistema mecánico. 84 00:14:17,970 --> 00:14:20,389 El número de reinos es también muy utilizado 85 00:14:20,389 --> 00:14:24,490 para calcular las pérdidas de carga. ¿Por qué hablamos de pérdidas de carga? 86 00:14:24,730 --> 00:14:28,509 O sea, cuando establecemos aquí, a través 87 00:14:28,509 --> 00:14:32,629 del teorema de Bernoulli, dos puntos, siempre 88 00:14:32,629 --> 00:14:35,789 hay que tener en cuenta de que hay 89 00:14:35,789 --> 00:14:40,710 no toda la energía, o sea, no somos capaces de aprovechar el 100% 90 00:14:40,710 --> 00:14:47,990 de energía. Siempre hay una cierta energía que se va a degradar y que son pérdidas energéticas y es 91 00:14:47,990 --> 00:14:53,429 un poco lo que se asocia con las pérdidas de carga. ¿Cuál es el origen de estas pérdidas de carga? Pues 92 00:14:53,429 --> 00:15:00,629 el origen de estas pérdidas de carga son las fricciones entre las distintas partes del 93 00:15:00,629 --> 00:15:06,929 fluido y las fricciones del fluido con las paredes. ¿Eso qué ocurre? Que bueno pues para el caso de 94 00:15:06,929 --> 00:15:14,370 los sistemas neumáticos, como apenas tienen viscosidad, pues estas fricciones pueden ser 95 00:15:14,370 --> 00:15:19,230 despreciables, pero volvemos otra vez a que los sistemas hidráulicos en los que los fluidos 96 00:15:19,230 --> 00:15:27,470 que vamos a utilizar son principalmente tipo aceite, pues sí que la viscosidad empieza 97 00:15:27,470 --> 00:15:35,009 a tener una cierta trascendencia y como consecuencia de esa trascendencia es necesario tener en 98 00:15:35,009 --> 00:15:39,970 cuenta esas posibles pérdidas de cargas en los circuitos para que nuestros cálculos 99 00:15:39,970 --> 00:15:49,409 se ajusten a la realidad. Para hacer esos cálculos existen distintos abacos y distintas 100 00:15:49,409 --> 00:15:56,610 formas de hacerlo, pero uno de los más interesantes es el denominado diagrama de Moody, que es 101 00:15:56,610 --> 00:16:02,570 el que tenéis aquí. El diagrama de Moody, si os dais cuenta, aparece un cierto coeficiente 102 00:16:02,570 --> 00:16:05,669 lambda que va a depender del número de reinos 103 00:16:05,669 --> 00:16:08,029 entonces con ese coeficiente lambda 104 00:16:08,029 --> 00:16:09,990 a partir de ese coeficiente lambda 105 00:16:09,990 --> 00:16:12,149 vamos nosotros a poder calcular 106 00:16:12,149 --> 00:16:13,669 las pérdidas de carga 107 00:16:13,669 --> 00:16:15,809 y expresarlas en longitud de tubería 108 00:16:15,809 --> 00:16:20,289 ya repito que para el caso concreto 109 00:16:20,289 --> 00:16:22,149 de sistemas hidráulicos 110 00:16:22,710 --> 00:16:26,350 pues si se comete 111 00:16:26,350 --> 00:16:27,529 un error importante 112 00:16:27,529 --> 00:16:29,230 si no se consideran 113 00:16:29,230 --> 00:16:31,590 en el de neumáticos no demasiado 114 00:16:31,590 --> 00:16:34,590 Pero para el caso de sistemas hidráulicos sí es necesario considerarlas. 115 00:16:37,440 --> 00:16:45,419 Tenemos algunos ejemplos de aplicación de circuitos hidráulicos y circuitos neumáticos, el típico de la cinta transportadora, etc. 116 00:16:45,840 --> 00:16:48,259 Entonces, ahí tenéis varios sistemas. 117 00:16:49,200 --> 00:16:56,480 De todas formas, las aplicaciones y los diseños de los circuitos los vamos a hacer distintos ejemplos. 118 00:16:57,320 --> 00:17:02,279 Y yo, desde luego, lo que sí que os recomiendo es que echéis un vistazo al Free Design del año pasado 119 00:17:02,279 --> 00:17:10,259 y que utilicéis ese sistema, pues eso, tanto para la interpretación como para el diseño de los circuitos y la realización de cálculos. 120 00:17:13,130 --> 00:17:18,009 Pues nada más, espero que os haya servido de ayuda.