El documento trata sobre la historia y aplicaciones de la neumática e hidráulica. Brevemente describe los orígenes de la neumática en el siglo XXV a.C. y su uso posterior en instrumentos musicales y minería. También explica que la hidráulica se utilizó para generar energía eléctrica a partir del siglo XIX y actualmente representa alrededor de un cuarto de la producción mundial de electricidad. Finalmente, enumera algunas aplicaciones móviles e industriales comunes de la neumática y la hidr

1. Integrantes:
-Manuel Castillo
-CarlosMartínez Castillo
-Erik OrlandoMata Jaramillo
-Cesar Toledano
-NayelyMata

2. El término Neumática procede del griego pneuma que significa
soplo o aliento. Las primeras aplicaciones de neumática se
remontan al año 2.500 a.C. mediante la utilización de muelles
de soplado. Posteriormente fue utilizada en la construcción de
órganos musicales, en la minería y en siderurgia. Hace más de
20 siglos, un griego, Tesibios, construyó un cañón neumático
que, rearmado manualmente comprimía aire en los cilindros. Al
efectuar el disparo, la expansión restituía la energía almacenada,
aumentando de esta forma el alcance del mismo.

3. En el siglo XIX se comenzó a utilizar el aire comprimido en la industria de
forma sistemática. Herramientas neumáticas, martillos neumáticos, tubos
de correo neumáticos, son un ejemplo de estas aplicaciones.
En 1880 se inventó el primer martillo neumático. La incorporación de la
neumática en mecanismos y la automatización comienza a mediados del
siglo XX.

4. Historia de la Hidráulica
La hidráulica es una rama de la mecánica de fluidos y ampliamente
presente en la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades
mecánicas de los líquidos. Todo esto depende de las fuerzas que se
interponen con la masa y a las condiciones a que esté sometido el fluido,
relacionadas con la viscosidad de este.

5. La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en 1880 en
Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía
hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico,
seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al
aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En
1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante
de la producción total de electricidad. En todo el mundo, este tipo
de energía representa aproximadamente la cuarta parte de la
producción total de electricidad, y su importancia sigue en
aumento.

6. Fluidos utilizados en la neumática e hidráulica
Agua. Al tener la posibilidad de que las restricciones ambientales cada vez más
estrictas en la aplicación de aceite minerales, los fluidos hidráulicos a base de
agua puede convertirse en una alternativa realista. El agua pura tiene baja
lubricidad y no puede trabajar como un lubricante en el sentido convencional,
pero el agua se ha utilizado como fluido hidráulico en los usos especiales donde
la contaminación por fugas y el peligro de incendio son las principales
preocupaciones. Nuevos diseños y también el uso de materiales resistentes al
desgaste positivamente han puesto de manifiesto las posibilidades de utilización
del agua como fluido hidráulico nuevo.

7. Fluidos sintéticos resistentes al fuego. Estos fluidos se fabrican de tres
variedades de fibras sintéticas: esteres de fosfato, hidrocarburos clorados,
y también de base sintética. Estos líquidos no contienen agua o materiales
inestables, y que ofrecen un funcionamiento aceptable en altas
temperaturas sin perder los elementos esenciales. Los fluidos también son
adecuados para aplicaciones de alta presión.

8. Aceites vegetales. Los aceites vegetales útiles hidráulicos ofrecen una
excelente capacidad de lubricación y no son tóxicos y altamente
biodegradables, relativamente más asequible en comparación con los
fluidos sintéticos, y se construyen a partir de los recursos naturales
renovables.

9. Derivados del petróleo. Aceites Hidráulicos a base de petróleo son los
más generalmente utilizados para aplicaciones hidráulicas, donde no hay
peligro de incendio, ni probabilidad de fugas que puedan causar
contaminación de otros productos, sin grandes fluctuaciones de
temperatura, y sin impacto ambiental.

10. Mezclas de aceite en agua. Estos líquidos se hacen de las gotitas de
aceite muy pequeñas dispersas en una fase continua en agua. Todos estos
fluidos tienen muy baja viscosidad, excelente resistencia al fuego, y la
capacidad de una buena refrigeración, debido a la gran proporción de
agua. Los aditivos deben ser útiles para mejorar su lubricidad
inherentemente pobre y para proteger los componentes contra la
corrosión.

11. Quienes utilizaron estos fluidos
BLAISE PASCAL, aunque vivió únicamente hasta la edad de 39 años, fue
uno de los grandes científicos y matemáticos del siglo XVII. Fue
responsable de muchos descubrimientos importantes, pero en relación
con la mecánica de fluidos son notables los siguientes:
La formulación en 1650 de la ley de la distribución de la presión en un
líquido contenido en un recipiente. Se conoce esta, como ley de Pascal.

12. DANIEL BERNOULLI, 1700-1782, perteneció a una famosa familia suiza
en la cual hubo once sabios celebres, la mayoría de ellos matemáticos o
mecánicos. Gran parte de su trabajo se realizo en San Peterburgo, como
miembro de la academia rusa de ciencias. En 1738 en su "Hidrodinámica",
formulo la ley fundamental del movimiento de los fluidos que da la
relación entre presión, velocidad y cabeza de fluido.

13. LEONHARD EULER, 1707-1783, también suizo, desarrollo las ecuaciones
diferenciales generales del flujo para los llamados fluidos ideales (no
viscosos). Esto marco El principio de los métodos teóricos de análisis en la
Mecánica de Fluidos. A Euler se le debe también la ecuación general del
trabajo para todas las maquinas hidráulicas rotodinámicas (turbinas,
bombas centrifugas, ventiladores, etc.), además de los fundamentos de la
teoría de la flotación.

14. En la Hidráulica contemporánea se deben mencionar a: LUIDWIG
PRANDTL, THEODOR VON KARMAN Y JOHAN NIKURADSE. Por sus
trabajos en Aerodinámica y Mecánica de Fluidos que sirvieron para
dilucidar la teoría del flujo turbulento; el último sobre flujo en tuberías.

15. La hidráulica y neumática tienen aplicaciones tan variadas, que
pueden ser empleadas incluso en controles escénicos (teatro),
cinematografía, parques de entretenciones, represas, puentes
levadizos, plataformas de perforación submarina, ascensores,
mesas de levante de automóviles, etc.
Dentro de las aplicaciones se pueden distinguir dos, móviles e
industriales:

16. -Aplicaciones Móviles: El empleo de la energía proporcionada por el aire
y aceite a presión, puede aplicarse para transportar, excavar, levantar,
perforar, manipular materiales, controlar e impulsar vehículos móviles
tales como: Tractores, Grúas, Retroexcavadoras, Camiones recolectores
de basura, entre otros.

17. -Aplicaciones Industriales: En la industria, es de primera importancia
contar con maquinaria especializada para controlar, impulsar, posicionar
y mecanizar elementos o materiales propios de la línea de producción,
para estos efectos se utiliza con regularidad la energía proporcionada por
fluidos comprimidos. Como por ejemplo: Maquinaria para la industria
plástica, Maquinaria para la elaboración de alimentos, entre otros.

18. Propiedades de los fluidos y sus principios
básicos
Algunas magnitudes que definen a los fluidos son la presión, el caudal y la
potencia.
Presión: se define como la relación entre la fuerza ejercida sobre la
superficie de un cuerpo.
Presión = Fuerza / Superficie
Las unidades que se utilizan para la presión son:
1 atmosfera ≈ 1 bar = 1 kg/cm2 = 105 pascal

19. Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa la unidad de superficie en la
unidad de tiempo.
Caudal = Volumen / tiempo
Potencia: es la presión que ejercemos multiplicada por el caudal.
W(potencia) = Presión * Caudal

20. Ley de Boyle Mariotte
La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es
inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es
constante.

21. Matemáticamente se puede expresar así: PV=k
supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a
una presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas
hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

22. ley de Gay Lussac
Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el
volumen es constante.
La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:
•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
•Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión
La expresión matemática de esta ley es:
P/T=K

23. Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y
a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la
temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a
P2, y se cumplirá:

24. Ejemplo:
Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué
temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?
Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:
T1 = (25 + 273) K= 298 K
Ahora sustituimos los datos en la ecuación:
970 mmHg
-------------
298 k
=
760mmHg
-----------
T2
Si despejas T2 obtendrás que la nueva temperatura deberá ser 233.5 K o lo que es lo mismo -39.5 °C.