Curso Introducción a la Neumática
Presión y Caudal Antes de estudiar las propiedades del aire y fundamentalmente del aire comprimido debemos repasar dos conceptos físicos fundamentales: Presión y Caudal.
Presión Todos estamos familiarizados con el concepto de fuerza. Para sostener un teléfono en la mano, debemos realizar una fuerza, para levantar un libro del suelo también. Pero el efecto de la fuerza puede cambiar de acuerdo a la forma en que la apliquemos. Seguramente notaste que cuando pisas el barro con los pies, dejas una huella mas profunda si lo haces con la punta de la zapatilla que si la apoyas de forma plana. En ambos caso, la fuerza es la misma (tu peso) pero la forma de aplicarla (y el resultado) fué diferente. En este caso entra en juego el concepto de PRESIÓN. La PRESIÓN se define como la cantidad de fuerza aplicada por unidad de superficie La fórmula es la siguiente: P=
F S
En donde: P = Presión (en Pascales) F = Fuerza (en Newton) S = Superficie (en metros cuadrados) Volviendo al ejemplo de la zapatilla, cuando apoyas el pie de forma plana, produces una determinada presión sobre el suelo, marcando una huella, pero cuando usas la punta, la superficie es menor, por lo que la PRESIÓN aplicada es mayor y la huella que dejas en el barro, mas profunda. En la imagen de tu derecha puedes ver otros ejemplos de los efectos de la presión.
Ilustración 1: Presión
IPEM 61 – Gral Manuel Savio – Salsipuedes
Depto. Electromecánica – Prof. Ernesto Tolocka
Curso Introducción a la Neumática
Unidades de Presión En el Sistema Internacional de unidades (SI), la unidad de medida de la presión es el PASCAL. Una presión de un Pascal (1 Pa) equivale a una fuerza de un Newton (1 N) aplicada perpendicularmente sobre una superficie de un metro cuadrado (1 m2). A veces se utiliza el Kilo Pascal (kPa), que equivale a 1000 Pascales, y para medir la presión atmosférica (que habitualmente dan en la TV o radio junto con la temperatura), el hecto Pascal (hPa) que equivale a 100 Pascales. Por razones históricas, aún se utilizan otras unidades para medir la presión, tales como: Bar Es la unidad de presión en el sistema CGS. Equivale a una fuerza de una dina (1 dyn) aplicada perpendicularmente sobre una superficie de un centímetro cuadrado (1 cm2) Atmósfera Es una unidad antigua, usada fundamentalmente para medir la presión atmosférica. Se basa en los primeros experimentos del científico Evangelista Torricelli, que por el año 1643 ideó un método para medir la presión ejercida por la atmósfera terrestre. Usando un dispositivo que contenía una columna de mercurio, encontró que a nivel del mar, la presión atmosférica producía que la columna de mercurio alcanzara una altura de 760mm. Por esta razón, una presión de una atmósfera (1 atm) equivale a 760 mm de mercurio (760 mmHg) o 1 Torricelli (1 Torr). PSI Es una unidad que deriva de las medidas imperiales inglesas y significa “Pound per Square Inch”, o sea, “Libra por pulgada cuadrada”. Entonces, una presión de 1 psi equivale a una fuerza de una libra (1 Lb) aplicada sobre una superficie de una pulgada cuadrada (1 in2). Equivalencias En la siguiente tabla podrás encontrar las equivalencias entre las diferentes unidades utilizadas para medir la presión. Pascal
Bar
Atm
Torr
psi
Pascal
1
10-5
0,987×10-5
0,0075
0.00014504
Bar
100000
1
0,987
750
14.504
Atm
101325
1,013
1
760
14.696
Torr
133
0,00133
0,00132
1
0.019337
psi
6894.75
0.068948
0.068046
51.715
1
IPEM 61 – Gral Manuel Savio – Salsipuedes
Depto. Electromecánica – Prof. Ernesto Tolocka
Curso Introducción a la Neumática
Medición de la presión En neumática, para medir la presión del aire se utiliza un dispositivo denominado manómetro. Tiene en su frente una escala con los valores de presión indicados en distintas unidades (en algunos, en mas de una unidad).
Ilustración 2: Manómetro calibrado en bares
Ilustración 3: Manómetro con dos escalas
Caudal Decimos que un río es caudaloso cuando trae mucha agua. El concepto de caudal entonces, ya sea para el agua, el aceite o el aire (en general para cualquier fluido) está relacionado con la cantidad de fluido que se mueve por unidad de tiempo. Mas específicamente, el caudal es el volumen de fluido que pasa por un área dada en la unidad de tiempo: Q=
V t
donde: Q = Caudal (metros cúbicos/segundo) V = Volumen (metros cúbicos) t = tiempo (segundos) Para medir el caudal se utilizan caudalímetros, aunque su uso es poco frecuente.
IPEM 61 – Gral Manuel Savio – Salsipuedes
Depto. Electromecánica – Prof. Ernesto Tolocka
