TECNOLOGÍA HIDRÁULICA

TECNOLOGIA HIDRAULICA

La industria aporta innovaciones para mejorar sus procesos. Una de las grandes mejoras fue la aplicación de la Hidráulica y la Neumatica. En el enlace anterior puedes ver la definición de neumática, pero en este caso hablaremos de la hidráulica.

Definicion de Hidraulica

La Hidraulica es la tecnología que emplea un líquido, bien agua o aceite (normalmente aceites especiales), como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. 

Básicamente consiste en hacer aumentar la presíon de este fluido (el aceite) por medio de elementos del circuito hidráulico, por ejemplo con un compresor, para utilizarla como un trabajo útil normalmente en un elemento de salida llamado cilindro.  El aumento de esta presión se puede ver y estudiar mediante el Principio de Pascal:

El principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico-matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: la presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.¹​

Fuerza Hidraulica

 La fuerza hidraúlica es la fuerza que ejerce un cilindro hidraulico al ser presionado por el líquido del circuito. Esta fuerza será la que sea capaz de levantar un peso, abrir una puerta, etc. Veamos como se calcula:

Mecanismos Hidraulicos

 Los cilindros solo tienen recorrido de avance y retroceso en movimiento rectilíneo, es por eso que si queremos otro movimiento deberemos acoplar al cilindro un mecanismo que haga el cambio de movimiento.

 En un sistema hidráulico el aceite sustituye al aire comprimido que se usa en neumática. Muchas excavadoras, el camión de la basura, los coches, etc utilizan sistemas hidraúlicos para mover mecanismos que están unidos a un cilindro hidraulico movido por aceite.

 Al llamarse hidraúlica puede pensarse que solo usa agua, cosa que no es así, es más casi nunca se usa agua suele utilizarse con más frecuencia el aceite. En la teoría si se usa aceite debería llamarse Oleohidraúlica, pero no es así. En la práctica cuando hablamos de sistemas por aceite, agua o cualquier fluido líquido usamos la palabra hidraúlica. En la imagen siguiente puedes ver un cilíndro hidraúlico:

 Si comparamos un sistema neumático con uno hidráulico podemos apreciar lo siguiente:

 - Al funcionar con aceite admite mucha más presión, con lo que también se puede efectuar más fuerza hidraúlica. Por la tanto cuando necesitemos un sistema con mucha fuerza usaremos el sistema hidraúlico y no el neumático.

 - Es más facil regular la velocidad de avance o retroceso de los cilindros, incluso se puede llegar a detener el cilindro hidraúlico.

 - En los sistemas hidraúlicos el aceite es en circuito cerrado.

 - Una de las cosas más importantes de la Hidraulica es auto-lubricante. El aceite que usa ya es su propio mecanismos de lubricación.

 - Para acabar diremos que estos sistemas tienen las desventajas de que son más sucios que los neumáticos, el aceite es infamable y explosivo, que los elementos de los circuitos son más costosos que los neumaticos, el aceite es más sensible a los cambios de la temperatura que el aire, y que hay que cambiar el aceite cada cierto tiempo con el consiguiente gasto añadido.

  Aqui podemos ver las partes básicas de un circuito hidráulico, aunque si quieres saber más te recomendamos que aprendas en Neumática (pincha en el enlace subrayado) y aprenderás neumática fácilmente, pero la hidráulica es exactamente igual, solo cambia el fluido que va por dentro de los elementos.

¿QUÉ ES LA ENERGÍA HIDRÁULICA?

La energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura para producir energía eléctrica. Actualmente, el empleo de la energía hidráulica tiene uno de sus mejores exponentes: la energía minihidráulica, de bajo impacto ambiental.

La energía hidráulica o energía hídrica se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua o los saltos de agua naturales. En el proceso, la energía potencial, durante la caída del agua, se convierte en cinética y mueve una turbina para aprovechar esa energía.

Este recurso puede obtenerse aprovechando los recursos tal y como surgen en la naturaleza, por ejemplo una garganta o catarata natural, o bien mediante la construcción de presas. Desde hace siglos existen pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más común hoy en día la constituyen las centrales hidroeléctricas de las presas.

¿Cómo funcionan las centrales hidroeléctricas?

En el aprovechamiento de la energía hidráulica influyen dos factores: el caudal y la altura del salto. Para aprovechar mejor el agua, se construyen presas para regular el caudal en función de la época del año. La presa sirve también para aumentar el salto.

Otra manera de incrementar la altura del salto es derivando el agua por un canal de pendiente pequeña (menor que la del cauce del río), consiguiendo un desnivel mayor entre el canal y el cauce del río.

Cuando se quiere producir energía, parte del agua almacenada se deja salir de la presa para que mueva una turbina engranada con un generador de energía eléctrica. Así, su energía potencial se convierte en energía cinética llegando a las salas de máquinas. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores.

PROCESO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Las plantas hidroeléctricas capturan la energía que transporta este agua con el objetivo de transformarla en electricidad. 

EL PROCESO ES EL SIGUIENTE:

1. La corriente del agua de la presa es recogida mediante un inmenso desagüe, ubicado en la parte central de la represa.

2. El caudal de agua es dirigido mediante tuberías hacia las turbinas.

3. La turbina convierte la energía cinética del agua que se está moviendo, en mecánica, debido al efecto rotacional que le aplica el agua.

4. El generador se encarga de transformarla desde la turbina en energía eléctrica.

5. El generador envía la energía eléctrica por una red de alta tensión a unos transformadores quienes la dirigen en un voltaje menor hacia las sub-estaciones ubicadas en las ciudades.

6. En la sub-estación reducen el voltaje y la envían  hacia los transformadores ubicados estrategicamente por cuadras en cada sector.

7. los trasformadores, reducen el alto voltaje de la red a 115 V o 220 V, de acuerdo a las necesidades de la población, ya sea doméstica o industrial.

TALLER DE APLICACIÓN N°11

1.    Lea detenidamente el texto anterior

2.    ¿Cómo se define la energía hidráulica?

3.    ¿En qué principio se apoya directamente y como se enuncia?

4.    ¿Qué se entiende por una maquina  hidráulica y en que se utiliza?

5.    ¿Qué se entiende por fuerza hidráulica y cómo se beneficia la sociedad con ello?

6.    ¿En la vida real y de acuerdo al funcionamiento de las maquinas hidráulicas porque no se debería llamar fuerza hidráulica?

7.    ¿Cómo se genera la energía hidráulica?

8.    ¿Cuáles son las partes más importantes de una central hidroeléctrica?
9.  ¿Como es la forma como llega la energía eléctrica a los hogares?

10.    ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de las centrales hidroeléctricas?
11. ¿Cuales son las centrales hidroeléctricas que funcionan en colombia y en que año fueron instaladas?
12. ¿Que problemas han rodeado la ultima hidroeléctrica construida en el país?

13. ¿Desde el punto ambiental, como afecta al medio ambiente las centrales hidroeléctricas?