Este documento trata sobre conceptos básicos de hidráulica y neumática. Explica el principio de Pascal, la presión hidrostática, el caudal volumétrico, la potencia hidráulica y la ecuación de Bernoulli. También cubre temas como la pérdida de carga, los tipos de flujo (laminar y turbulento), y cómo se relacionan la fuerza y la presión según el principio de Pascal.

1. Hidraúlica y neumática
La palabra hidráulica proviene del griego Hydor, que significa agua y autos,
que significa tubo.
Principio de Pascal: La presión ejercida por 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.
Presión hidrostática:
p = p0 + ρ • g • h
Donde:
p, presión total a la profundidad.
p0, presión sobre la superficie libre del fluido.
ρ, densidad del fluido.
g, aceleración de la gravedad.
h, altura, medida en metros.

2. Hidraúlica
Caudal volumétrico: Se define caudal, Q, como el volumen, V, de un fluido que
atraviesa una sección interior, S, de un circuito por unidad de tiempo, t.
Q
V
t
S l
t
v S
Potencia hidráulica: La potencia hidráulica, P, es el producto de la presión, p,
por el caudal volumétrico, Q:
P=p•Q

3. Hidraúlica
Ecuación de Bernoulli
En un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un
conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo
de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres
componentes:
– Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.
– Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido
posea.
– Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión
que posee.

4. Hidraúlica
Ecuación de Bernoulli
v
2
2
ρ
P
ρ g h
Donde:
v : velocidad del fluido en la sección considerada.
ρ : densidad del fluido.
P : presión a lo largo de la línea de corriente.
g : aceleración gravitatoria
h = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.
c te .

5. Hidraúlica
Pérdida de carga: El flujo de un líquido en una tubería viene acompañado de
una pérdida de energía, que suele expresarse en términos de energía por
unidad de peso de fluido circulante (dimensiones de longitud), denominada
habitualmente pérdida de carga.
En el caso de tuberías horizontales, la pérdida de carga se manifiesta como una
disminución de presión en el sentido del flujo.
La pérdida de carga está relacionada con otras variables fluidodinámicas según
sea el tipo de flujo, laminar o turbulento. Además, de las pérdidas de carga
lineales (a lo largo de los conductos), también se producen pérdidas de carga
singulares en puntos concretos como codos, ramificaciones, válvulas, etc.
h
1
P 1
g h
h
P
2
2
g h
Δh
Donde Δh representa la
pérdida de carga en la
ecuación de Bernoulli

6. Hidraúlica
Las características de los esfuerzos cortantes son muy distintas en función de
que el flujo sea laminar o turbulento. En el caso de flujo laminar, las diferentes
capas del fluido discurren ordenadamente, siempre en dirección paralela al eje
de la tubería y sin mezclarse, siendo el factor dominante en el intercambio de
cantidad de movimiento (esfuerzos cortante) la viscosidad. En flujo turbulento,
en cambio, existe una continua fluctuación tridimensional en la velocidad de la
partículas (también en otras magnitudes intensivas, como la presión o la
temperatura), que se superpone a las componentes de la velocidad. Este es el
fenómeno de la turbulencia, que origina un fuerte intercambio de cantidad de
movimiento entre las distintas capas del fluido, lo que da unas características
especiales a este tipo de flujo.
El tipo de flujo, laminar o turbulento, depende del valor de la relación entre las
fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas, es decir, del número de Reynolds,
Re, cuya expresión se muestra a continuación de forma general y
particularizado para tuberías de sección transversal circular:
R
e
4 Q
π D v
Donde,
Q, es el caudal
D, el diámetro de la tubería
V, viscosidad cinemática del fluido
Re < 2000 -> flujo laminar
Re > 4000 -> flujo turbulento

7. Multiplicación de fuerza
Según el principio de Pascal
P
1
P
2
F
S
1
1
F
S
2
2

8. Multiplicación de presión
Según el principio de Pascal
F
1
F
2
P
1
S
1
P
2
S
2