Todos al menos una vez hemos usado directa o indirectamente algún sistema o bomba hidráulica en nuestra vida, ya sea estando en casa utilizando una llave de agua o en el trabajo con una excavadora en una construcción, pero varios no conocemos cómo le hacen para poder hacer todas esas funciones; la clave está dentro de estos sistemas y es un resultado físico que se ve reflejado en los fluidos que usan, pero sin ella, la esencia de todo lo hidráulico no funcionaría para todos los usos que tiene, estamos hablando de la fuerza hidráulica.
La fuerza hidráulica es la fuerza que ejerce un cilindro hidráulico al ser presionado por el líquido dentro de su circuito y esa fuerza resultante es capaz de levantar un peso, abrir una puerta, estirar o retraer un mecanismo, etc.
Esta fuerza se mide en Newtons y es la base del funcionamiento de cualquier sistema hidráulico, lo interesante es cómo se forma esta potencia; tiene un cilindro que por dentro cuenta con un líquido, que comúnmente suele ser aceite, y un pistón que estará ejerciendo la presión al fluido para que la refleje hacia el otro lado para poder mover o levantar, es por eso que los cilindros solo tienen recorrido de avance y retroceso en un movimiento recto, aunque puede variar dependiendo de la máquina que lo utilice.
La fuerza que aplica un pistón hidráulico dentro de un cilindro en un sistema hidráulico se puede calcular con la siguiente fórmula:
- F1 = (π(D22 – D12) / 4) P1
Mientras que la fuerza que está del otro lado del pistón se puede calcular de la siguiente forma:
- F2 = (π D22 / 4) P2
En donde D1 es el diámetro de la varilla del pistón, D2 es el diámetro del pistón, P1 es la presión en el cilindro en el lado de la varilla y P2 es la presión al otro lado.
El origen de estas fórmulas viene de hace más de trescientos años, cuando el científico Blaise Pascal observó que al incrementar la presión aplicada a una superficie, esta misma presión aumentará en la misma cantidad, con base en esto se creó el término llamado el “Principio de Pascal”, define que al ejercerse una presión sobre un fluido, esta se ejercerá con igual fuerza en todas las direcciones y en cada parte del fluido, es decir, al poner presión sobre un líquido, este transmitirá esa misma potencia a todos lados.
Si no fuera por esto, no podríamos tener cualquier sistema hidráulico que puede ser usado en varias maquinarias que necesitan de bastante fuerza para realizar sus funciones, entre las que se encuentran excavadoras, retroexcavadoras, presas hidráulicas, elevadores para vehículos, gatos hidráulicos, grúas hidráulicas, etc. También, recordemos que esta fuerza es empleada para bombas hidráulicas puestas en edificaciones para llevar agua a todos lados, si quieres conocer más sobre las bombas hidráulicas puedes leer nuestro blog acerca de este tema.
Sin embargo, hay un problema dentro de la creación de la fuerza hidráulica, al depender de un aceite para poder ejercerle presión y al pasar por un sistema y motor, este puede terminarse contaminando con restos de metales o agua dentro del proceso, lo que puede dañar el cilindro y el pistón para estar perdiendo potencia en una máquina hidráulica. Para evitar estas dificultades, puedes instalar los filtros Kleenoil a tu maquinaria, que absorben todos los contaminantes que se quedan en las capas, gracias a su sistema de microfiltración, dejando pasar el aceite puro y regresando a la bomba hidráulica más limpio sin perder sus propiedades, haciendo que se alargue su vida de uso, se tengan que postergar los cambios de aceite, reduciendo costos de mantenimiento y manteniendo la funcionalidad y potencia de estas máquinas al máximo.
Con esto vemos la importancia que tiene la fuerza hidráulica, no solo como un resultado natural de la física, también como la principal potencia de todo sistema hidráulico; si manejas una maquinaria pesada con este sistema, es clave que conozcas este término para que hagas el mantenimiento adecuado a tus máquinas para mantener esta fuerza al máximo, ya sea checando piezas como el cilindro o el pistón, o limpiando el aceite que utilizan a través de los filtros Kleenoil.
REFERENCIAS
Principio de Pascal: aplicaciones y ejercicios resueltos. (2022). Unitips. Recuperado en la siguiente nota.
Hidráulica. (s.f.). Área Tecnología. Recuperado en la siguiente nota.
Bases de la hidráulica – Fuerza y velocidad de los cilindros hidráulicos. (2019). Distritec. Recuperado en la siguiente nota.
Hidráulica. Procesos y aplicaciones. (s.f.). Sumifluid. Recuperado en la siguiente nota.
Ejemplos de máquinas hidráulicas. (s.f.). Maquinasde.com. Recuperado en la siguiente nota.