PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIN BOMBERIL EN CIENCIAS DEL FUEGO Y SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS

MATERIAL DIDCTICO DE LA UNIDAD CURRICULARMECNICA DE LOS FLUIDOS

Ubicacin: Trayecto II.Forma de Estudio: presencial.Duracin: 108 horas.

Caracas, junio 2014

Crditos:Diseador(es)/Diseadora(s) Curricular:Tte. Crnel. Edgar Goncalves da C. Abg. Betania Parra. Experto(s)/Experta(s) en Contenidos:Tte. Crnel. Edgar Goncalves da C.Validador(es)/Validadora(s) del Programa de la Unidad Curricular:

INDICE

PRESENTACIN5PROPSITO7OBJETIVOS ESPECFICOS7RELACIN DE TEMAS DE LA UNIDAD CURRICULAR8ENCUENTRO DIDCTICO 1. MECNICA DE LOS FLUIDOS E HIDRULICA: CONCEPTUALIZACIONES BSICAS.9Orientaciones generales para el desarrollo del encuentro9ACTIVIDAD 1. Fijemos conceptos.10ACTIVIDAD 2. Exploremos conocimientos y construyamos conceptos colectivamente.13ACTIVIDAD 3. Elaboremos conclusiones finales.27ENCUENTRO DIDCTICO 2. FRMULAS UTILIZADAS EN LA HIDRULICA.28Orientaciones generales para el desarrollo del encuentro28ACTIVIDAD 1. Conozcamos, aprendamos y construyamos conceptos participando.29ACTIVIDAD 2. Conozcamos, aprendamos y construyamos conceptos participando.31ACTIVIDAD 3. Concluyamos y reflexionemos.56ENCUENTRO DIDCTICO 3. TIPOS DE BOMBAS.57Orientaciones generales para el desarrollo del encuentro57ACTIVIDAD 1. Compartamos ideas.58ACTIVIDAD 2. Construyamos saberes.59ACTIVIDAD 3. Elaboremos un ensayo.73ENCUENTRO DIDCTICO 4. USO DE LAS BOMBAS CONTRA INCENDIOS.74Orientaciones generales para el desarrollo del encuentro74ACTIVIDAD 1. Exploremos conocimientos.75ACTIVIDAD 2. Fijemos conceptos y compartamos ideas.77ACTIVIDAD 3. Concluyamos.104ENCUENTRO DIDCTICO 5. RELACIN PRESIN- VOLUMEN. NORMATIVAS COVENIN Y NFPA.105Orientaciones generales para el desarrollo del encuentro105ACTIVIDAD 1. Exploremos saberes y construyamos conceptos mientras aprendemos.106ACTIVIDAD 2. Fijemos conceptos y compartamos ideas.111ACTIVIDAD 3. Finalicemos nuestro encuentro elaborando un ensayo.130BIBLIOGRAFA Y OTRAS FUENTES INFORMATIVAS133

PRESENTACIN

Nuestra recompensa se encuentra en el esfuerzo y no en el resultado. Un esfuerzo total es una victoria completa Mahatma Gandhi

Estimadas y estimados estudiantes, el presente material didctico que tienes en tus manos contiene un conjunto de actividades a realizar durante el desarrollo de la unidad curricular Mecnica de Los Fluidos. Su finalidad es coadyuvar en el empoderamiento de los saberes que se desarrollarn a travs de la Unidad Curricular.Cada encuentro debes desarrollarlo tomando en cuenta una serie de instrucciones, que debes seguir para el logro de los objetivos propuestos. Las actividades se deben desarrollar de manera orientada y creativa, con la intencin que los encuentros sean enriquecidos con tus aportes y los de tus compaeros, a travs de la socializacin de la experiencia previa y de esa manera, colaborar en el proceso de enseanzaaprendizaje de forma colaborativa.En este sentido, te invitamos a:

Leer de manera detallada las instrucciones que se te dan en la introduccin de cada encuentro, tomando en cuenta que all vas a encontrar los pasos que necesitars para desarrollar las actividades. Fomentar el desarrollo de tus habilidades y destrezas a travs de la formulacin de preguntas o dudas y teniendo presente la escucha activa; a travs de la atencin, la reflexin y la retroalimentacin constante. Consultar cualquier duda o pregunta con tu educadora o educador, quien siempre estar a tu disposicin. Realizar todas las actividades que se te proponen a lo largo del material didctico, comenzando de manera ordenada desde el primer encuentro. Realizar todas las lecturas que se te presentan en el material didctico y consultar otras fuentes relacionadas con los saberes abordados en el encuentro. Aprovechar todos los recursos que tengas a mano, para enriquecer tus conocimientos: realiza consultas en bibliotecas, laboratorios de informtica, entre otros. Mantener una actitud favorable para realizar las actividades propuestas en los diferentes encuentros. Mantener en todo momento una actitud de respeto hacia las opiniones de las otras y otros; es necesario que tomes en cuenta que existirn diversos puntos de vista que igualmente deben ser respetados.

PROPSITOLa unidad curricular Mecnica de los Fluidos tiene como propsito que las y los estudiantes desarrollen los conocimientos, habilidades y destrezas, relativas al movimiento de los fluidos y los efectos que ejercen sobre los slidos con los que se encuentran en contacto y en especial el agua, como elemento fundamental en la ejecucin de acciones para el control y extincin de incendios.

OBJETIVOS ESPECFICOSLas y los estudiantes:1. Conocern las concepciones bsicas relacionadas con la mecnica de los fluidos y la hidrulica, a fin de comprender las bases que las sustentan, para estudiar los diferentes enfoques del movimiento de los fluidos y la hidrulica, as como su relacin con la extincin de incendios.2. Establecern la importancia de la relacin entre el movimiento de los fluidos en las tuberas y las fuerzas que lo originan, para establecer los conceptos y parmetros fundamentales de las leyes que rigen el comportamiento de los fluidos.3. Conocern las principales caractersticas y diferencias de las bombas utilizadas por el servicio contra incendios, para garantizar una adecuada seleccin del medio de impulsin, de acuerdo a las caractersticas particulares de los riesgos del ambiente a proteger, con fidelidad y respeto a las normativas vigentes.4. Identificarn las ventajas y desventajas de las bombas utilizadas por el cuerpo de bomberos en los servicios de extincin de incendios, para garantizar la mxima efectividad, eficiencia y eficacia de los equipos en concordancia con sus caractersticas tcnicas.5. Reconocern la importancia de la relacin presin volumen en los sistemas de extincin fijo con agua y medio de impulsin propio, para garantizar una demanda de fluido adecuada correspondiente a las instalaciones en que se instalaran.

RELACIN DE TEMAS DE LA UNIDAD CURRICULAR

TEMA 1: Mecnica de los fluidos e hidrulica. TEMA 2: Frmulas utilizadas en la hidrulica.TEMA 3: Tipos de bombas. TEMA 4: Uso de las bombas contra incendios.TEMA 5: Relacin presin- volumen. Normativas COVENIN y NFPA.

ENCUENTRO DIDCTICO 1. MECNICA DE LOS FLUIDOS E HIDRULICA: CONCEPTUALIZACIONES BSICAS.

Saber: las y los estudiantes analizarn las conceptualizaciones bsicas relacionadas con la mecnica de los fluidos y la hidrulica, a fin de comprender las bases que la sustentan y vinculan con el rea de su formacin profesional, desde una perspectiva crtica y reflexiva, de manera que puedan garantizar un adecuado ejercicio de la profesin ajustado a conocimientos cientficos actualizados.Orientaciones generales para el desarrollo del encuentro

Estimadas y estimados estudiantes, durante nuestro primer encuentro didctico abordaremos los saberes referidos a las conceptualizaciones bsicas de la Mecnica de los Fluidos y la Hidrulica, lo que nos permitir comprender las generalidades del rea, las propiedades de los fluidos, los sistemas de unidades que la rigen, las principales caractersticas de los fluidos, adems de familiarizarnos con la terminologa del rea; a fin de asumir desde nuestra formacin y prctica profesional, una actitud cnsona con las normas y principios que la sustentan.

Por ello, en nuestro primer encuentro didctico desarrollaremos las siguientes actividades:

Intercambiaremos ideas, saberes y opiniones en relacin a las conceptualizaciones de la mecnica de los fluidos y la hidrulica, y responderemos preguntas generadoras que nos permitirn construir conceptos de manera colectiva. A travs de una lectura, conoceremos la conceptualizacin bsica, as como las leyes que rigen el comportamiento de los fluidos; adems realizaremos una actividad que consistir en elaborar un mapa mental, partiendo de los conocimientos que nos aporta la exposicin sobre la mecnica de los fluidos y la hidrulica, aportados por el educador o educadora. Finalizaremos nuestro primer encuentro didctico con la elaboracin individual de un cuadro comparativo, con la intencin de expresar nuestras reflexiones en relacin a la mecnica de los fluidos y la hidrulica.

ACTIVIDAD 1. Fijemos conceptos.

Prestemos mucha atencin a nuestra siguiente lectura

Lectura 1: La mecnica de los fluidos y la hidrulica.

La Mecnica de los Fluidos.Mecnica de fluidos, es la parte de la fsica que se ocupa de la accin de los fluidos en reposo o en movimiento, as como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniera que utilizan fluidos. La mecnica de fluidos es fundamental en campos tan diversos como la aeronutica, la ingeniera qumica, civil e industrial, la meteorologa, las construcciones navales y la oceanografa.La mecnica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la esttica de fluidos, o hidrosttica, que se ocupa de los fluidos en reposo, y la dinmica de fluidos, que trata de los fluidos en movimiento. El trmino de hidrodinmica se aplica al flujo de lquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible. La aerodinmica, o dinmica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presin son lo suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de la compresibilidad.Entre las aplicaciones de la mecnica de fluidos estn la propulsin a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas. La hidrulica estudia la utilizacin en ingeniera de la presin del agua o del aceite.

La Hidrulica.

Es una rama de la mecnica de fluidos y ampliamente presente en la ingeniera, que se dedica al estudio de las propiedades mecnicas de los lquidos dependiendo de las fuerzas a que pueden ser sometidos; su estudio es importante ya que nos posibilita analizar las leyes que rigen el movimiento de los lquidos y las tcnicas para el mejor aprovechamiento de las aguas. Mediante el clculo matemtico, es posible el diseo de modelos a pequea escala que mediante la experimentacin, determinan las caractersticas de construccin que deben tener presas, puertos, canales, tuberas y maquinas hidrulicas como el gato y la prensa. La hidrulica se divide en dos partes: a) La Hidrosttica tiene por objeto el estudio de los lquidos en reposo, fundamentado en leyes y principios como el de Arqumedes, Pascal y la paradoja hidrosttica de Stevin, que contribuyen a cuantificar las presiones ejercidas por los fluidos y al estudio de sus caractersticas generales. b) La Hidrodinmica estudia el comportamiento de los lquidos en movimiento, para lo cual considera, entre otras cosas: la velocidad, la presin, el flujo y el gasto lquido.Las propiedades especficas de los fluidos son:- Carencia de forma propia; lo mismo que los gases, los lquidos adquieren la forma del recipiente que los contiene y el trabajo exigido para tal menester es muy pequeo.- Incompresibilidad; contrariamente a los gases, los lquidos son prcticamente incompresibles, por lo que una pequea variacin de volumen produce un notable salto de presin.El principio de Pascal o ley de Pascal es una de las leyes bsicas de la hidrulica. Segn este principio tenemos que:"La presin 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."Tomado y adaptado para este material de: http://www.monografias.com/trabajos12/mecflui/mecflui.shtml#ixzz34WxWTWxm http://mx.youtube.com/watch?v=kNL7QIZvOAY&feature=related.

Estimadas y estimados estudiantes, partiendo de la lectura anterior, realicemos un cuadro comparativo entre la mecnica de los fluidos y la termodinmica.

MECNICA DE LOS FLUDOSHIDRULICA

ACTIVIDAD 2. Exploremos conocimientos y construyamos conceptos colectivamente.

Leamos con mucha atencin

LECTURA 2. Conceptos Bsicos.La familiarizacin del bombero con los trminos usados en este manual didctico, es indispensable para la comprensin de las nociones bsicas, el uso de los trminos correctos y comprender el sentido exacto de la hidrulica.Sistemas de Unidades.Es el conjunto de unidades convenientemente relacionadas entre s utilizadas para medir diversas magnitudes (longitud, peso, volumen, etc.). Universalmente se conocen tres sistemas de unidades: mks o sistema internacional, cgs y Tcnico. Las unidades correspondientes a las magnitudes (longitud, tiempo y masa) expresadas en cada uno de estos sistemas.

Fuente: http://delahuertalaalegria.wordpress.com/Velocidad.La velocidad la podemos considerar, como la magnitud fsica que expresa la variacin de posicin de un objeto en funcin del tiempo, o en su defecto, es el desplazamiento del objeto por unidad de tiempo, en una determinada direccin y sentido. En tal sentido, podemos afirmar:d = desplazamiento en metros (m)t = tiempo en segundos (s)v = velocidad del mvil en metros sobre segundo (m/s)v = d/t

Fuente: http://recursosparaeldeporte.blogspot.com/2010/11/carreras-de-velocidad.htmlRapidez.La rapidez es la relacin entre la distancia recorrida y el tiempo que tom recorrerla; tambin podemos definir a la rapidez, como una cantidad escalar que nicamente indica la magnitud de la velocidad.

Fuente: http://www.icarito.cl/enciclopedia/htmlAceleracin.La aceleracin es una magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa con que aumenta o disminuye la velocidad de un mvil en funcin del tiempo; es decir, la variacin de la velocidad de un mvil en cada unidad de tiempo. v = velocidad del mvil en metros sobre segundo (m/s)t = tiempo en segundos (s)a = aceleracin del mvil en metros sobre segundo cuadrado (m/s)a = v/t

Fuente: http://joaquinlourido.blogspot.com/2014/03/poema-la-celeridad.htmlFuerza.La fuerza es cualquier accin capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo, en otras palabras, es todo agente con la posibilidad de imprimirle a un cuerpo una aceleracin que modifica su velocidad, ya sea en su direccin, rapidez y sentido. Por lo tanto, una fuerza aplicada a un cuerpo, hace que este adquiera una aceleracin en el mismo sentido y direccin que la fuerza aplicada. Siendo directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.F = fuerza (N) Newton.m = masa (Kg)a = aceleracin del mvil en metros sobre segundo cuadrado (m/s)F = m/aEl cuerpo que es sometido a una fuerza, experimenta una aceleracin y viceversa. Tambin puede suceder, que al aplicar a un cuerpo una determinada fuerza, tal accin no se manifiesta en una variacin de su estado de movimiento, sino que por el contrario, se varan sus dimensiones en una o varias direcciones, produciendo su deformacin, ya sea comprimindolo o estirndolo. En el caso particular de los slidos a la fuerza la denominamos tensin o esfuerzo. En el caso de aplicar una fuerza sobre un fluido gaseoso, se produce una reduccin del volumen y por lo tanto un aumento de la densidad.

Fuente: http://fisicayquimicalou.blogspot.com/2013/12/fuerzas.htmlTrabajo.Una fuerza (F) realiza un trabajo sobre una masa (m) de un cuerpo cuando altera el estado de movimiento (d). El trabajo de la fuerza sobre ese cuerpo ser equivalente a la energa necesaria para desplazarlo. El trabajo se representa con la letra W (del ingls Work) o T se expresa en unidades de energa julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.El Joules es el trabajo hecho al aplicar una fuerza de 1 Newton, para producir 1 metro de desplazamiento.T (W) = trabajo.F = Fuerza.d = desplazamiento. T = F x d

Fuente: http://www.fisic.ch/cursos/segundo-medio/trabajo-mec%C3%A1nico-i/ Energa.La energa es la capacidad que adquiere un objeto de realizar un trabajo o de realizar cambios en s mismo o en su entorno.Energa Potencial.Es la energa que posee una masa en virtud a su posicin o su estado, en espera de ser utilizada. Son ejemplos de energa potencial, un muelle comprimido, un arco tensado, o una masa a una determinada altura.Ep = Energa Potencial.m = masa.g = gravedad.h = altura.Ep = m x g x h

Fuente: http://blog.educastur.es/eureka/4%C2%BA-fyq/trabajo-y-energia-mecanica/Energa Cintica.La energa cintica es la que poseen los cuerpos por el hecho de estar en movimiento.C = Energa Cintica.m = masa.v = velocidad.Ec = x m x v

Fuente: http://contenidosdigitales.ulp.edu.ar/exe/fisica/trabajo_mecnico_y_energa_potencial_gravitatoria.htmlPrincipio de Conservacin de la Energa.El principio de la conservacin de la energa afirma que la cantidad total de energa en cualquier sistema fsico, que no interaccione con ningn otro sistema, permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energa puede transformarse en otra forma de energa. El trabajo aplicado a un sistema se transforma en energa, la cual se conserva o se transforma. En resumen, la ley de la conservacin de la energa afirma que la energa no puede crearse ni destruirse, slo se puede cambiar de una forma a otra.W = ET = Ec + Ep

Fuente: http://recursosparaeldeporte.blogspot.com/2010/11/carreras-de-velocidad.htmlPotencia.Es la rapidez con que se realiza un trabajo en un tiempo determinado. La potencia se mide en Watts (Watios) que es igual a un julio/segP = Potencia.T (W) = Trabajo.d = desplazamiento.t = Tiempo.P = T(W)/t = F x d/t = F x v

La Materia.La Materia es todo lo que ocupa volumen y tiene masa, que son dos de las propiedades generales de la materia que forman todos los cuerpos del universo.Los Fluidos.Un fluido es un conjunto de partculas que no tiene un volumen definido, debido a su poca cohesin intermolecular, por lo que se adapta a las paredes del recipiente que lo contiene, siendo adems pocos resistentes a fuerzas tangenciales o cortantes; en otras palabras, cualquier fuerza grande o pequea que se le aplique a un fluido lo pondr en movimiento. Los lquidos y los gases se consideran fluidos; entre las propiedades que los definen encontramos: presin, densidad, peso especfico, viscosidad, entre otros.La viscosidad. Es denominada como la medida de la fluidez a determinadas temperaturas de un fluido; tambin se puede afirmar, que es la oposicin de un fluido a las deformaciones tangenciales, debida a las fuerzas de cohesin moleculares, conocida tambin como viscosidad absoluta o dinmica. Los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximacin bastante buena para ciertas aplicaciones. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal.Se conoce tambin otra viscosidad, denominada viscosidad cinemtica, para calcularla basta con dividir la viscosidad dinmica por la densidad del fluido.

Fuente: http://julianrojo.weebly.com/contenido2.html

Fluido Newtoniano.Es un fluido cuyo comportamiento podramos considerar normal, ya que tienen muy poca viscosidad, la puede ser constante en el tiempo y no tiende a variar con la aplicacin de alguna fuerza. Los fluidos newtonianos son uno de los fluidos con el comportamiento ms sencillo de describir. La curva que muestra la relacin entre el esfuerzo o cizalla contra su velocidad de deformacin es lineal. Los mejores ejemplos de este tipo de fluidos es el agua, el aire, la gasolina, el vino y algunos aceites minerales, muy por el contrario el pegamento, la miel, los geles o la sangre que son ejemplos de fluido no newtoniano.Fluido no Newtoniano. Es aquel fluido cuya viscosidad vara con la temperatura y la tensin cortante que se le aplica, pudiendo afirmar que mantienen un comportamiento extrao o fuera de lgica, por lo que se dice que no cumplen con las leyes de Newton. Los fluidos no Newtonianos presentan mayor viscosidad la que puede variar resultado de fuerzas aplicadas sobre el mismo, comportndose en ocasiones como un slido ante fuerzas mayores y como lquido al aplicar menos tensin.Propiedades de los lquidos.En la naturaleza encontramos materias en estado lquido, slido y gaseoso. En el caso de los gases se caracterizan por su compresibilidad y cambio de volumen; los lquidos por el contrario no cambian de volumen, pero ofrecen poca resistencia a la deformacin, en tanto que los slidos ofrecen gran resistencia a la deformacin.En los lquidos, las molculas tienen adherencia entre s, lo que se conoce como viscosidad. Un lquido viscoso en movimiento provoca una disipacin de energa, que es directamente proporcional a la velocidad del fluido, sin embargo, en reposo es nulo. En el caso de los fluidos (gases y lquidos) se mueven de zonas de mayor presin a las de menor presin.El Agua.El agua es el elemento ms abundante en la naturaleza, encontrndose por lo general en cualquier parte; en vista de su bajo costo y de sus ptimas propiedades de absorcin del calor, es comnmente utilizado por los cuerpos de Bomberos en la lucha contra incendios. El agua en su forma lquida, es un fluido con caractersticas propias; su comportamiento es controlado por las leyes de la fsica. Para poder comprender algunos de los mecanismos fsicos y qumicos del agua, se hace necesario conocer algunas de las cualidades y comportamientos tericos del elemento que nos ocupa.La tensin entre las molculas de agua no es suficiente para permitir que se pueda tirar de ella de la manera que podra hacerse con un slido. Esto quiere decir, que slo se puede empujar el agua aplicando una presin mecnica para desplazarla. Se puede tambin crear una depresin (vacio) y as usar la presin atmosfrica para hacer que el agua ascienda por las mangueras hacia el lugar deseado; llamamos a esto la aspiracin.

Fuente: www.imagui.comEl agua es incompresible, es decir que no se puede acumular la presin como en un gas. Una operacin de bombeo necesita un aporte constante de energa si hay el menor movimiento de volumen de agua implicado. En otras palabras, un fluido incompresible como es el caso del agua, mantiene constante la densidad al variar la presin. La gran capacidad del agua para absorber calor, est determinada en principio por su calor especfico, que se entiende como la cantidad de calor que se le ha de aportar a un (1) gramo de agua para elevar su temperatura en 1C y en segundo lugar, por su calor latente de vaporizacin que es la cantidad de calor que a un (1) gramo de agua a 100C para transformarlo en vapor, es decir 537 caloras.Densidad.Es la medida que permite establecer la masa que se encuentra contenida en un determinado espacio (volumen). La unidad establecida es kg/m. = densidadm = masa.v = volumen. = m/v.Peso Especfico.Es el peso de una sustancia entre la unidad de volumen que ocupa, en otras palabras es el vnculo existente entre el peso de una determinada sustancia y el volumen correspondiente. Se obtiene dividiendo un peso conocido de la sustancia entre el volumen que ocupa.Pesp= p/vPesp = Peso Especfico.p = Peso.v = Volumen.Caudal.Es la cantidad de fluido (volumen) que circula por un sistema y que atraviesa una seccin en una unidad de tiempo. La letra que representa el caudal es la Q.El caudal que entra a un sistema es el mismo que sale, circula, se divide, se suma en diferentes ramas dentro del sistema, muy al contrario de lo que sucede con la presin.

Fuente: http://historiaparaaburrir.blogspot.com/

La unidad del sistema internacional para el caudal es el metro cbico por segundo (m/seg) por resultar ser una unidad muy grande, se usan unidades mucho ms manejables como el metro cbico por hora (m/hora) o litro por minuto 1 l/min.El caudal msico es la cantidad de masa de un fluido en movimiento que pasa a travs de una superficie en una unidad de tiempo. En cambio el volumen de un fluido que pasa por una superficie en una unidad de tiempo, es el caudal volumtrico.Relacin Caudal Versus Velocidad de un Lquido.Por el interior de un conducto en el que transita un caudal (Q) el lquido fluye y tiene una velocidad en cada punto. Es decir, la seccin transversal S por la que circula el lquido, permite considerar una velocidad media Vm en un rgimen permanente, tal que:Vm (m/s) = Q (m/seg)/S (m)La velocidad que se obtiene es un promedio a fin de simplificar los clculos y facilitar la comprensin del concepto, sin embargo en la realidad vara, desde casi nula en la periferia al mximo en el centro del conducto.Al analizar la frmula de la velocidad, deducimos al cambio del dimetro de la seccin del conducto corresponde una velocidad, siempre que el caudal sea constante.Presin.Es la relacin entre una fuerza o empuje que acta sobre una determinada superficie.Presin = Fuerza Actuante/ Superficie de apoyo P = F/sEn el sistema internacional la presin viene determinada por la unidad Newton/metro denominada Pascal, en otras palabras 1 Newton/metro = 1 Pa. En vista de tratarse de una presin en extremo dbil, la tendencia es utilizar los mltiplos del Pascal, es decir megapascal: MPa = 1.000.000 Pa = 10.2 kg/cm.Otra unidad usada en hidrulica es el Bar, lo que es igual a 100.000 Pa = 1 Kg/cm = 14,5 lbs/pulgAunque para los clculos resulta indiferente la unidad que se emplee, siempre que sea coherente con las dems unidades que se utilizan.

Fuente: http://www.profesorenlinea.cl/fisica/PresionAtmosferica.htmPresin Atmosfrica.Es la consecuencia del peso de la capa de aire de la atmsfera, que es aplicada a nivel del suelo, transmitindose a todas las superficies con las que est en contacto.La presin atmosfrica es variable y tiende a fluctuar en funcin de las condiciones climatolgicas y de la altitud. Un dato que puede ayudarnos es: que la presin baja un promedio de 10 mbars cada 100 metros de altura al nivel del mar.Presin Relativa.Es la expresada con relacin a la presin atmosfrica, que para este caso es el cero (0) de referencia. Por lo tanto:Presin Absoluta = Presin relativa + Presin Atmosfrica.La presin relativa se mide con el manmetro. En el caso que una bomba de agua se encuentre vaca y abierta a la atmsfera marcar 0El barmetro es un instrumento que mide la presin absoluta, en otras palabras, compara la presin existente con relacin al vaco, en donde sabemos que la presin es nula (0). Al medir la diferencia de presin con relacin a la presin atmosfrica, estamos calculando la presin manomtrica; en el caso de ser superior a la atmosfrica se asumir con el signo positivo (+) por el contrario, de ser la cifra obtenida inferior a la atmosfrica se adoptar con signo negativo (-).El equipo con el que se mide la presin positiva se le denomina manmetro, en cambio para la presin negativa o de vaco es el vacuometro.El funcionamiento de los barmetros y los manmetros, se basa en equilibrar la fuerza que aparece sobre una superficie (s) debida a la presin a medir (P) con la presin que es ejercida sobre la misma superficie el peso (W) de un volumen de fluido con peso especfico (), una altura (h) y de base (s)P = x hEn un barmetro de agua h = P/ (H2O) Por lo que h = 101,325 x 10 N/m / 9810 N/mEn un barmetro de mercurio h = P/ (Hg) Por lo que h = 101,325 x 10 N/m / 133416 N/mEn mecnica de los fluidos la presin que se mide en lneas generales es la manomtrica; los instrumentos que se utilizan para obtener las mediciones, no basan su funcionamiento en el peso de un determinado fluido, por el contario, se trata de equipos compuesto por elementos de ndole mecnico, que se conocen como manmetros de tubo tipo BourdonManmetro de BourdonEl manmetro tipo Bourdon consta de un fino tubo metlico de paredes delgadas, de seccin elptica muy aplastada y arrollado en forma de espiral. El tubo est cerrado por un extremo que se une por un sector dentado y un pin a una aguja mvil sobre un arco graduado. El otro extremo, comunica con una guarnicin que se conecta al recipiente que contiene el gas comprimido. Cuando la presin crece en el interior del tubo, ste tiende a aumentar de volumen y a rectificarse, lo que pone en movimiento la aguja.Presin Dinmica.La presin total de un fluido que se encuentra en movimiento en un sistema presurizado y cerrado, consta de dos elementos: Presin esttica Presin dinmica.La presin dinmica indica la cantidad de la presin total que guarda relacin con la velocidad del fluido en las tuberas.La presin dinmica se calcula utilizando la siguiente frmula:Pd = 1/2 x x vEn la que (rho) = la densidad del fluidov = velocidad media en la tubera.La presin dinmica se utiliza para calcular la prdida de presin en las tuberas.La manifestacin de la presin dinmica no se realiza ejerciendo una fuerza sobre una superficie, tal como ocurre en la presin esttica, sino que se considera la energa por unidad de volumen que posee el fluido en movimiento.Es importante saber que la presin dinmica no se puede medir con un manmetro, ya que dichos instrumentos estn diseados para medir la presin esttica.Presin Esttica.La presin esttica es la fuerza que ejerce un fluido perpendicularmente a la unidad de superficie y que no es ejercida por el movimiento o la velocidad del mismo.

Al finalizar, discutamos y responsamos a las siguientes preguntas:Construyamos con nuestras propias palabras los conceptos de velocidad, rapidez y aceleracin.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1. En tu opinin cul es la relacin de la fuerza, el trabajo y la energa con nuestro entorno?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2. Consideras que la entre la energa cintica y la energa potencial existe alguna relacin dinmica?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3. En tu imaginario podras conceptualizar qu es la conservacin de la energa?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4. Podras definir con tus propias palabras qu es un fluido y cules son sus propiedades?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________5. Podras expresar cul es la relacin entre caudal y velocidad de un lquido?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Realiza un breve resumen sobre la presin, tipos, instrumentos de medicin, as como las diferencias entre presin dinmica y presin esttica.______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ACTIVIDAD 3. Elaboremos conclusiones finales.Para finalizar, de manera individual elaboremos conclusiones finales partiendo de todo lo aportado a travs de nuestro primer encuentro didctico._____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ENCUENTRO DIDCTICO 2. FRMULAS UTILIZADAS EN LA HIDRULICA.

Saber: las y los estudiantes establecern la importancia de la relacin entre el movimiento de los fluidos en las tuberas y las fuerzas que lo originan y rigen, para establecer los conceptos y parmetros fundamentales de las leyes que definen el comportamiento de los fluidos.Orientaciones generales para el desarrollo del encuentro

Estimadas y estimados estudiantes, a travs de nuestro segundo encuentro didctico, abordaremos los principios tericos- conceptuales que fundamentan el movimiento de los fluidos; Esto con la finalidad de apropiarnos de las herramientas que nos permitirn accionar y sustentar el desarrollo de nuestro ejercicio profesional.Para el desarrollo de este encuentro didctico, llevaremos a cabo las siguientes actividades: A travs del encuentro didctico realizaremos un conjunto de actividades destinadas de desarrollar el marco terico prctico que rige el movimiento de los fluidos, mediante el estudio de un conjunto de leyes relacionadas con el tema. Entre dichas actividades se pueden citar las siguientes: lluvias de ideas, lnea del tiempo, lecturas dirigidas, investigaciones individuales y grupales, lecturas comentadas, completacin de frases, seleccin simple, galera de imgenes, mapa conceptual, mesas rotativas, completacin de cuadros, elaboracin de glosario de trminos y de carteleras informativas, debate, exposiciones grupales, presentacin de conclusiones finales. Todas estas actividades, estn dirigidas a promover y fortalecer nuestro pensamiento crtico y reflexivo, a travs de prcticas que generan nuevos conocimientos y permiten desarrollar habilidades y destrezas y enriqueciendo las que ya poseemos. Intercambiaremos ideas, saberes, opiniones y experiencias en relacin con trminos como presin, prdidas por friccin, cavitacin e instrumentos utilizados comnmente en la medicin de flujos hidrulicos. Para llevar a cabo nuestro cierre final, elaboraremos un ensayo de manera individual, a travs del cual reconstruiremos saberes y expresaremos nuestras ideas en relacin con los temas estudiados. Esto con la intencin de constatar los saberes, habilidades, actitudes y aptitudes desarrolladas durante los procesos formativos desarrolladas a lo largo de todo nuestro encuentro didctico. ACTIVIDAD 1. Conozcamos, aprendamos y construyamos conceptos participando.

Comencemos con mucho nimo y gran disposicin para aprender

Para iniciar nuestra actividad compartamos ideas, saberes y experiencias en relacin con el marco terico prctico que rige el movimiento de los fluidos, mediante el estudio de las ecuaciones fundamentales relacionadas con el tema.Por ello, realicemos una lluvia de ideas con nuestras y nuestros compaeros en relacin a la Esttica y la Dinmica de los Fluidos, exponiendo nuestros conocimientos previos en relacin con el tema.Lluvia de ideasEs una tcnica que permite la libre expresin de las ideas de los participantes sin restricciones o limitaciones con el propsito de producir el mayor nmero de ideas, enfoques, opiniones o datos acerca de algn tema.Cmo la realizamos? La o el educador debe sealar el tema a tratar y explicar a las y los estudiantes la forma en que se desarrollar la actividad y lo que se espera de la misma. Es necesario que se elija un relator/relatora quin ser el encargado de tomar los apuntes sobre las ideas que surjan de las diversas participaciones. Las y los estudiantes deben participar expresando de manera libre y espontnea sus ideas, opiniones y reflexiones. Finalmente, es necesario que las y los estudiantes se dividan en grupos de tres (3) o cuatro (4) personas con la idea de intercambiar opiniones en relacin al intercambio de ideas y elaborar una sntesis de todo lo expuesto y formular conclusiones generales. Tomado y adaptado para este material de Flores, H. (S/F). Planificacin didctica para la construccin de aprendizajes significativos. Jornadas de actualizacin profesional para el personal docente del IUTARC.Al finalizar la actividad, expongamos nuestras ideas y reflexiones________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ACTIVIDAD 2. Conozcamos, aprendamos y construyamos conceptos participando.Para el desarrollo de nuestra actividad, realicemos la siguiente lectura, con la intencin de intercambiar ideas, opiniones y saberes en relacin al tema, de ser necesario busca apoyo en otros textos que tratan el tema.

LECTURA 3. La Mecnica de Fluidos.La mecnica de fluidos es la rama de la fsica que estudia las leyes que rigen el movimiento de los fluidos (gases y lquidos) y su interaccin con cuerpos slidos. A su vez el estudio de los fluidos puede dividirse en dos mdulos: a) hidrosttica que se encarga del estudio de los fluidos en reposo; b) hidrodinmica que estudia el comportamiento de los fluidos en movimiento a baja velocidad.A continuacin centraremos nuestra atencin en dos principios fundamentales para el estudio de la hidrosttica.La Hidrosttica.El fsico y matemtico francs Blaise Pascal (1623-1662) creo un enunciado a mediados del ao 1647 conocido como principio de Pascal, que permite determinar el valor de la presin de un fluido en un punto de l. Es una ley que se resume en la frase: el incremento de la presin aplicada a una superficie de un fluido incompresible, contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo. En otras palabras, si se aplica presin a un lquido no comprimible que se encuentra en un recipiente cerrado, sta se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos.El matemtico y filsofo griego Arqumedes, enunci un principio en el que afirma: Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja es decir, todo cuerpo sumergido en un fluido, experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del volumen del fluido desplazado por dicho cuerpo.Ley Fundamental de la Hidrosttica.Al encontrarse un cuerpo en el interior de un fluido (sea lquido o gas) experimenta fuerzas en toda su superficie, siendo siempre estas fuerzas perpendiculares a la superficie del cuerpo. En vista que sobre el cuerpo sumergido acta una fuerza por superficie entonces est actuando una presin.La presin en el interior de un fluido se denomina presin hidrosttica y depende de la densidad del fluido y de la profundidad, esto se conoce como principio fundamental de la hidrosttica. La presin de un lquido en reposo depende nicamente de la densidad y la profundidad del lquido, no de la forma y tamao del fondo del recipiente y la encontramos expresada como se afirma en las siguientes ecuaciones: = = = Las expresiones descritas con anterioridad son muy importantes, ya que nos permiten calcular la presin dentro de un fluido si sabemos la densidad de ste (d) y la profundidad (h), la profundidad y la densidad deben expresarse en unidades del sistema internacional, (metros y kg/m3 respectivamente), generalmente la densidad es presentada en otras unidades tpicas como g/ml, o g/cm, por lo que se debe pasar a kg/m, para obtener los resultados de la presin en unidades del sistema internacional (Pascales).A determinada profundidad (h) el agua en el interior de un recipiente, ejerce la misma presin contra cualquier superficie, ya sea sobre el fondo, los costados de dicho recipiente y aun sobre la superficie de un objeto sumergido en el lquido a una profundidad establecida. En tal sentido, podemos afirmar que la caracterstica fundamental de cualquier fluido en reposo, es que la fuerza ejercida sobre cualquier superficie, es la misma en todas direcciones; por lo que podemos deducir, que la presin que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sin importar su forma, es perpendicular a la pared en cada punto. A manera de ejemplo, si tenemos una columna de agua con 0,30 metros de altura, con una seccin transversal de 6,5 cm tiene una masa de 0,195 Kg por lo que la fuerza ejercida en el fondo es de 2 Newton; al compararla con una columna de agua con igual altura, de dimetro 12 veces mayor y con un peso 144 veces superior, encontraremos que la presin seguir siendo la misma, aunque parezca extrao, dado que la superficie del segundo recipiente ser tambin 144 veces mayor.Ahora, si decidimos considerar la incidencia de la presin atmosfrica sobre la superficie del recipiente con agua, la presin esttica absoluta a una profundidad (h) estar determinada por la ecuacin: en donde:Pe = Presin estticaPatm = Presin atmosfrica. = Densidad (Kg/m)g = Aceleracin de la gravedad (9,81 m/s)h = Profundidad.Al analizar la expresin anterior, podemos deducir que x g x h corresponde a la presin manomtrica, tambin conocida como altura de presin. El concepto lo podemos evidenciar en el siguiente ejemplo: En un conducto con agua en el que existe una presin absoluta P; se ha colocado una derivacin de menor dimetro como se muestra en la siguiente figura:

Fuente: El agua subir por el tubo, venciendo la presin atmosfrica, hasta una altura (h) que ser igual al peso de la columna de agua.P = x hEn donde: = Peso especfico del agua.h = altura.El Principio de Pascal. Blaise Pascal es considerado como una de las mentes ms privilegiadas de la historia intelectual de Occidente. Entre sus importantes aportes, se encuentra el principio de Pascal, ya estudiado con anterioridad y que a continuacin transcribimos: La presin aplicada a un lquido encerrado dentro de un recipiente, se transmite por igual a todos los puntos del fluido y a las propias paredes del mismo. Con el fin de demostrar su principio, Pascal ide un experimento, para lo cual conect verticalmente un tubo de gran longitud (12mts) y pequeo dimetro (3 mm.), sobre un barril o tonel lleno de agua. Al llenar el tubo con tan solo un litro de agua el barril explot, debido a la gran presin que se haba transmitido a su interior.

Fuente: http://recursosinteractivos.com/galeria.htmlPara comprender con mayor facilidad el principio descrito, a continuacin se presenta la verificacin matemtica del problema propuesto por Pascal, presumiendo que el barril tiene un dimetro de 40 cms:

Teniendo el volumen, procedemos a calcular la presin sobre la superficie del tubo:

Por lo que la fuerza ejercida sobre la tapa ser:

El Principio de Arqumedes.Al inicio de este tema lemos en un pequeo prrafo lo que se denomina el principio de Arqumedes: Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido (lquido o gas) recibe un empuje ascendente, igual al peso del fluido desalojado por el objeto. Al sumergir nuestro cuerpo en un fluido como el agua, al parecer experimenta una prdida de peso, es decir que acta una fuerza en sentido contrario a la gravedad a la que comnmente se le denomina fuerza de flotacin, o tambin conocida como empuje; esta propiedad es conocida como flotabilidad.Al hablar de objetos que flotan, seguramente pensamos en forma inmediata en un barco, pero Por qu algunos objetos pueden flotar? Cmo explicar el fenmeno? Una leyenda cuenta que el rey Hern de Siracusa llam al filsofo y matemtico Arqumedes (287-212 a. C.), para confirmar si la corona que haba encargado fabricar a un artesano de la localidad, estaba hecha solamente con el oro entregado por el monarca, o si tambin haba sido mezclado con plata, tal como se rumoraba en los pasillos de palacio, devaluando con dicha accin el valor de la corona y por supuesto engaando al rey.El problema que Arqumedes deba resolver era un verdadero enigma, dado que no poda daar la corona, para averiguar si el joyero haba sustrado parte del oro y sustituido por otro elemento. Durante un tiempo pens arduamente cmo resolver el problema, sin poder encontrar una solucin.

Eureka! y corri desnudo.

Ilustra la historia que mientras se dispona a baarse en la tina de un bao pblico, en la que involuntariamente se haba colocado excesiva cantidad de agua, al ingresar en ella y sumergirse, el nivel suba y parte del agua se derramaba. Se especula que Arqumedes consider que la cantidad de agua desplazada estaba en relacin con su peso, dndose cuenta que el hecho poda ayudarle a resolver el enigma planteado por Hern, producindole tal regocijo, que sali corriendo de la tina totalmente desnudo, gritando por las calles "Eureka, eureka!" cuyo significado es "Lo encontr, lo encontr!".A partir de all, pens que con la corona ocurrira lo mismo, como la masa dependa de su densidad, una corona que no fuera totalmente de oro, desplazara una cantidad de agua diferente a una de oro puro. La experiencia le permiti establecer la pauta para resolver el problema de la corona. En tal sentido, s la corona se pesa primero en el aire y luego en el agua, la diferencia de peso obtenido, ser igual al peso del volumen de agua que se ha desplazado al ingresar la corona en el lquido, y el volumen desalojado es igual a la del objeto al estar totalmente sumergido.La expresin anterior la podemos representar de la siguiente forma:

Determinndose la densidad de la corona

Inmediatamente Arqumedes comenz a trabajar en la solucin del problema encomendado por el rey, comprobando en efecto que el metal precioso aportado para la elaboracin de la corona, haba sido mezclado con otro metal ms ligero; al conocer Hern de Siracusa el resultado de la investigacin, mando a ejecutar al orfebre que elaboro la corona.El Principio de Arqumedes es uno de los descubrimientos ms notables que nos legaron los griegos, cuya importancia y utilidad son extraordinarias por ser el primer estudio sobre el empuje vertical hacia arriba ejercido por los fluidos.Arqumedes a travs de esta observacin, dio origen a un mtodo para determinar el volumen de distintos tipos de slidos. Este mtodo se denomina Medicin de Volumen por Desplazamiento (de lquidos).El secreto para conocer la magnitud de la fuerza de flotacin estriba en comprender la expresin "el volumen del agua desplazado". Si sumergimos un objeto totalmente en un recipiente lleno con agua hasta el borde, una determinada cantidad de agua se derramar, afirmando que el agua es desplazada por el objeto. El volumen del agua desplazada (derramada) es igual al volumen del objeto.Un objeto sumergido totalmente siempre desplaza un volumen de lquido igual a su propio volumen. Es decir, el volumen de lquido desalojado es igual al volumen del cuerpo. Como la densidad del agua es de un gramo sobre centmetro cbico (1g/cm), el nmero de gramos de masa del agua corresponde al nmero de centmetros cbicos de volumen del objeto. Resulta ser este un buen mtodo para determinar el volumen de objetos de forma irregular. Lo interesante es comprender que el principio de Arqumedes es una consecuencia de la presin hidrosttica. Realicemos el siguiente anlisis con apoyo de la figura que se presenta a continuacin:

Adaptado de: www.educarchile.cl/En el recipiente se encuentra un lquido de densidad , en el que se encuentra sumergido un cilindro de altura h y rea a en su cara superior e inferior. En la superficie superior del cuerpo la presin es , donde h1 es la profundidad a la que se encuentra dicha superficie. En la superficie inferior . Arriba la fuerza producida por la presin acta hacia abajo y la de abajo acta hacia arriba, siendo mayor esta ltima dado que h2 > h1.Los valores de estas dos fuerzas deben ser y , respectivamente, con lo cual la fuerza total resultante a la presin que aplica el fluido, ya que las fuerzas laterales se anulan, es:

Es decir,

O bien puede expresarse,

Definindose como:

Sin embargo, como el volumen del cilindro, y tambin el del lquido desalojado, es , encontramos que la fuerza que acta hacia arriba y corresponde al empuje (E) es:

Como la masa del lquido desalojado es:

El empuje corresponde a:

El empuje es el peso del lquido desalojado. Gracias a las matemticas, hemos demostrado el principio de Arqumedes.

Te invitamos a que realices la actividad relacionada con la lectura anterior y resuelvas el cuestionario.Haz agujeros a diferentes alturas de una botella de plstico y tpalos con algn elemento mientras la llenas con agua; ahora retira los elementos de los agujeros al mismo tiempo y observa la velocidad y la distancia que alcanza cada chorro. Te animamos a dar una explicacin a lo que observas. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1. Calcula la presin a una profundidad de 20 metros en el mar sabiendo que la densidad del agua del mar es de 1,03 kg/L. Respuesta: 201880 Pa

2. Calcula la fuerza que acta sobre una chapa cuadrada de 10 cm de lado sumergida en agua a una profundidad de 40 cm. Densidad del agua 1000 kg/m3. Respuesta: 39,2 N

3. Qu fuerza acta sobre la espalda de un buceador si bucea a 3 m de profundidad en agua dulce y su espalda tiene una superficie de 0,3 m2? Respuesta: 8820 N

4. Un submarino puede bajar hasta los 2000 m de profundidad en agua dulce, calcula la presin que soporta. A qu profundidad podra bajar si se sumerge en mercurio que tiene una densidad de 13600 g/L? Respuesta: 19,6 107 Pa; 147 m

5. Con qu fuerza hay que tirar para quitar el tapn de una baera llena de agua hasta los 80 cm si el tapn es circular y de radio 3 cm? Respuesta: 22,17 N

Fuente de los ejercicios: http://hidrostatica.galeon.com/Ejemplos_ejercicios/ejer_principio.htm

Continuemos leyendo y aprendiendo al mismo tiempoLECTURA 4. La hidrodinmica.La hidrodinmica se encarga de estudiar los principios fundamentales que rigen el comportamiento de los fluidos en movimiento. La investigacin se centra en los fluidos incompresibles, como hemos afirmado anteriormente, a los lquidos, pues su densidad prcticamente no vara cuando cambia la presin que se ejerce sobre los mismos.

La hidrodinmica juega un papel fundamental en el trabajo del bombero, mucho ms que la hidrosttica, por lo que se trataran los temas bsicos con la finalidad de darnos las herramientas, para comprender los fenmenos que se producen en los sistemas de extincin fijo con agua y medio de impulsin propio.Al encontrarse un fluido en movimiento, una capa se resiste al movimiento de otra capa que se encuentra paralela y adyacente; la resistencia ejercida se le denomina viscosidad.Es bien conocido, que el comportamiento de los fluidos se encuentra definido por ecuaciones matemticas, que nos permiten determinar la velocidad, la presin y la densidad que posee un fluido en un determinado momento. Un conjunto de ecuaciones en derivadas parciales no lineales, pretende explicar el movimiento en el que se involucren fluidos newtonianos, denominadas ecuaciones de Navier Stokes, que reciben su nombre de Claude-Louis Navier ingeniero y fsico francs y George Gabriel Stokes matemtico y fsico irlands. Por una parte la expresin resulta ser bastante compleja y por otra no poseer solucin; en tal sentido, se hace necesario realizar ciertas simplificaciones en el comportamiento del fluido para poder utilizarlas. La primera de las simplificaciones estriba en que la densidad del fluido no vare durante el movimiento (fluido incompresible) resultando aceptable esta simplificacin para el agua a presiones comnmente utilizadas en hidrulica.La segunda simplificacin se relaciona con la viscosidad, o lo que es lo mismo, la oposicin de un fluido a las deformaciones tangenciales como consecuencia de rozamientos internos contra las conducciones por las que circula.Al ser la densidad del fluido es estable y adems de ser la viscosidad despreciable, podemos afirmar que se trata de lo que se conoce como un fluido ideal, permitiendo que la ecuacin de Navier Stokes pueda tener solucin, dando la conocida ecuacin de Bernolli.En el caso de los fluidos cuya viscosidad no es posible despreciar para el clculo, estamos ante lo que se denomina flujo viscoso, lo que trae como consecuencia que en la aplicacin de la ecuacin de Navier Stokes se incremente el grado de complejidad.El Nmero de Reynolds.Es un nmero adimensional utilizado para caracterizar el movimiento de un fluido, relacionando la densidad, viscosidad, velocidad y dimensin tpica de un flujo en una expresin adimensional. La aparicin de fuerzas de rozamiento en la circulacin del fluido por un conducto, asociado a la velocidad, densidad y viscosidad del mismo, as como el dimetro de la tubera, incide en que el movimiento se realice en dos formas: a) rgimen laminar en el que el fluido circula en capas que se deslizan unas contra otras, (nmero de Reynolds pequeo); b) rgimen turbulento en el que se producen remolinos donde resulta imposible distinguir las lminas (nmero de Reynolds grande). En realidad el concepto fue introducido por el matemtico George Gabriel Stokes en 1851, al que mencionamos con anterioridad, pero el nmero de Reynolds fue nombrado por Osborne Reynolds (1842-1912), ingeniero y fsico irlands, quien populariz su uso en el ao de 1883. Reynolds observ, que cuando el agua flua a baja velocidad a travs de lo largo de un conducto y se le agregaba tinta, las partculas se esparcan lentamente y no tena tiempo de extenderse (flujo laminar). Por el contrario, cuando el agua flua a alta velocidad, por encima de un valor crtico, se poda observar que a cierta distancia de la entrada del conducto se produca un cambio repentino y desordenado en las partculas de la tinta (flujo turbulento).

Fuente: http://editorial.cda.ulpgc.es/instalacion/1_ABASTO/13_dimensionado/i132.htmReynolds sigui experimentando, pero esta vez prob con la variacin de la viscosidad del fluido, calentando y enfriando el agua, obteniendo como resultado que en cualquier caso siempre existir una velocidad crtica y que vara en proporcin directa con la viscosidad del flujo. En tal sentido, para determinar el rgimen, se estableci el nmero de Reynolds.Para un fluido que circula por el interior de una tubera circular recta, el nmero de Reynolds viene dado por:

En donde: = Densidad del fluido.V = Velocidad caracterstica del fluido.D = Dimetro de la tubera a travs de la cual circula el fluido. = Viscosidad dinmica del fluido. = Viscosidad cinemtica del fluidoEn los casos en que el nmero de Reynolds sea igual o menor a 2100, se atribuye al fluido un comportamiento en rgimen laminar; en el caso que sea igual o mayor a 3000 el flujo se considera de rgimen turbulento. Al encontrarse el nmero entre 2100 y 3000 se atribuye a un perodo de transicin en el que se considera complejo determinar si el flujo es laminar o turbulento.En vista de las grandes dificultades que representa el estudio de los fluidos en movimiento, se constituyen una serie de disciplinas de la ingeniera. La hidrulica tal como mencionamos en el tema 1, estudia el movimiento de los lquidos a travs de un conducto (cerrado o abierto) su almacenamiento y las mquinas (bombas, turbinas) que permiten el movimiento de los fluidos.Hasta el momento hemos estudiado una serie de conceptos de suma importancia, para el estudio de los fluidos, entre los que se cuenta la presin, el caudal y la velocidad. A partir de ahora, estudiaremos las nociones descritas aplicadas a un fluido en particular, el agua, y su circulacin a travs de conductos cerrados (mangueras y tuberas) mediante los siguientes principios: Ecuacin de la Continuidad, Principio de Bernoulli, y Ecuacin de Descarga.Ecuacin de la Continuidad. Nos permite relacionar el caudal con la velocidad que pasa por una seccin de un conducto; sin embargo, para formular la ecuacin es necesario asumir ciertas consideraciones como ciertas, aunque en la realidad no se encuentren presentes en el movimiento de fluidos, por lo que, los resultados obtenidos sern siempre bastante aproximadas a la realidad, para ser considerados como ciertos. En vista de ser el caudal el producto de la superficie de una seccin del conducto por la velocidad con que viaja el fluido, tendremos que en dos puntos de una misma tubera se debe cumplir que:

En donde: = constante Dado que la densidad del fluido no vara entre las dos superficies, como por ejemplo el agua, la ecuacin de continuidad se nos presenta como: = constanteEn otras palabras, la ecuacin de continuidad nos revela que cuando el agua que fluye en un conducto (tubera o manguera) pasa de una seccin de mayor dimetro a otra con menor dimetro (S1 S2) se incrementa la velocidad (V1 V2)Principio de Bernoulli.El teorema que por primera vez enunci el fsico y matemtico Daniel Bernoulli en el ao 1726, tambin denominado principio de Bernoulli, ecuacin de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, permite el estudio de la variacin de las energas que dispone un fluido entre dos puntos de una determinada instalacin. La utilidad as como la eficacia de la ecuacin de Bernoulli, se fundamenta en que relaciona los cambios de presin con los cambios en la velocidad y la altura a lo largo de un conducto, debiendo el flujo cumplir con las siguientes restricciones para su aplicacin:a) Flujo estable.b) Flujo incompresible.c) Flujo sin friccin.d) Flujo a lo largo de una lnea de corriente.La ecuacin de Bernoulli se puede aplicar entre dos puntos sobre una lnea de corriente siempre que se satisfagan las otras tres restricciones.El agua como elemento posee tres formas de energa por unidad de volumen: a) Energa de Presin; b) Energa Potencial; c) Energa Cintica.Energa de Presin: (Trabajo (W))

Energa Potencial

Energa Cintica

En tal sentido, la energa total por unidad de volumen del elemento se expresa:

Al dividir la expresin anterior con el peso especfico ( = x g) obtenemos:

Donde:V = velocidad del fluido en la seccin considerada.g = aceleracin gravitatoria.Z = altura en la direccin de la gravedad desde una cota de referencia.P = presin a lo largo de la lnea de corriente. = densidad del fluido.Consideremos un determinado fluido que se mueve entre dos secciones (1 y 2) de un conducto dispuesto verticalmente para salvar un nivel, en el que encontramos una reduccin que nos permite realizar un cambio en el dimetro (ver figura). Recordemos que el Principio de Conservacin de la energa, considera que no hay prdidas entre los dos elementos, cumplindose entonces:

Adaptado de: http://e-ducativa.catedu.es/htmlLo que nos lleva a la Ecuacin de Bernoulli que se plasma a continuacin:

Altura geomtrica, altura piezomtrica y altura total.Podemos apreciar que en la ecuacin de Bernoulli, cada trmino representa una forma de energa que posee el fluido por el sistema por unidad de peso, medido en Julios/Newton, lo que es igual a metros y por ende representa la altura.Altura de Presin: Altura de Velocidad:Altura Geomtrica: Mientras el fluido se desplaza desde la seccin 1 a la 2, cada uno de los trminos descritos cambia de valor, a excepcin de la altura total que se mantiene constante mientras no existan prdidas de carga.

A La suma de las alturas geomtricas y de presin se le denomina altura piezomtrica. A continuacin mostramos un ejemplo de como obtenerla:

En una fuente ornamental con un chorro de agua vertical como se muestra en la figura, aplicamos la ecuacin de Bernoulli entre los puntos 1 y 2, quedando:

En vista que la velocidad del agua en el punto 2 se hace nula por la accin de la fuerza de gravedad, la altura a la que llegara el chorro de agua se determinar a travs de la expresin que se desprende de la ecuacin de Bernoulli que se muestra a continuacin:

Fuente: http://www.saferain.com/es/imagenes-diseno-fuentes.html

Ecuacin de Torricelli.El fsico y matemtico italiano Evangelista Torricelli expres: La velocidad de un lquido en una vasija abierta, por un orificio, es la que tendra un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vaco desde el nivel del lquido hasta el centro de gravedad del orificio. Por medio del teorema de Torricelli, es posible calcular el caudal y la velocidad de salida de un lquido por un orificio presente en un recipiente, lo que se puede expresar matemticamente de la siguiente forma:

En donde:V = Velocidad.g = aceleracin de la gravedad (9,81 m/s)h = altura.

Un recipiente se est vaciando a travs de un orificio lateral (ver imagen), determinar el caudal mediante la aplicacin de los teoremas de Bernoulli y Torricelli

Es posible considerar la fuerza en uno (1) como nula, considerando que h es lo suficientemente grande, as como que la presin en dos (2) es la atmosfrica, por lo que la presin manomtrica ser nula.

En tal sentido, el caudal que sale por el orificio viene determinado por:

En donde:Q = CaudalS = Seccin del orificioK = Factor relativo a la astriccin del fluido a la salidav = Velocidad de descargaAl aplicar el valor de v, obtenemos la expresin denominada ecuacin de descarga, que a continuacin se describe:

Entendiendo que el caudal es proporcional a la seccin de salida del recipiente y a la raz cuadrada de la presin antes de la salida del orificio.

Ecuacin General de la Energa.Al inicio de este apartado, comentbamos que resulta ser cierto que la ecuacin de Bernoulli se puede aplicar a una gran cantidad de situaciones prcticas, con un importante grado de exactitud; no obstante existen ciertas limitaciones que debemos tomar en cuenta, para aplicar la ecuacin y que pasamos a comentar a continuacin:1. Es solo vlida para fluidos incompresibles, en vista que el peso especfico en las dos secciones es el mismo.2. Entre las dos secciones tomadas en cuenta para el anlisis, no pueden haber dispositivos mecnicos, ya que pueden agregar o disminuir energa.3. La transferencia de calor desde o hacia el fluido debe ser inexistente.4. Inexistencia de prdidas como consecuencia de la friccin con los elementos circundantes.Al considerar las limitaciones anteriores, se hace necesaria la aplicacin de la ecuacin de la energa como una generalizacin de la ecuacin de Bernoulli:

E = Energa total del fluido en E1 y E2hB = Energa aadida por la bombahL = Prdidas de cargahM = Energa cedida

Ahora que finalizaste la actividad, completemos los planteamientos referidos al tema en estudio.

Nos reuniremos para conformar mesas de trabajo que no excedan de cuatro (4) personas, a fin de discutir el contenido y resolver el cuestionario que se presenta a continuacin, por un lapso de tiempo que ser fijado por la o el educador.Al finalizar, cada grupo elegir a un integrante a fin de que presente al colectivo el desarrollo y los resultados a los que haya llegado el grupo; una vez realizadas todas las presentaciones, de manera breve, cada participante puede expresar sus ideas en relacin al tema.

1. Calcule el nmero de Reynolds y defina el rgimen (laminar o turbulento) para dos (2) mangueras la primera con un dimetro de 25 mm y la segunda con 45 mm. en la que circula agua a una velocidad de 2,5 m/s.

2. Un caudal de agua circula por una tubera de 1 cm de seccin interior a una velocidad de 0,5 m/s. Si deseamos que la velocidad de circulacin aumente hasta los 1,5 m/s, qu seccin ha de tener la tubera que conectemos a la anterior? Respuesta: 0,58 cm.

3. Determine: Cul es la velocidad (V2) del agua en la tubera de dimetro inferior?Dimetro seccin A1: 6.35 cm. V: 0.0120 m/s. Dimetro seccin A2: 2.20 cm

Fuente: http://e-ducativa.catedu.es/html

Del intercambio colectivo, generemos conclusiones y reflexiones finales en relacin con la importancia de la hidrosttica y la hidrodinmica en el servicio bomberil.

Generemos ideas__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ACTIVIDAD 3. Concluyamos y reflexionemos.Para llevar a cabo nuestro cierre final, elaboraremos un ensayo de manera individual, a travs del cual reconstruiremos saberes y expresaremos nuestras ideas en relacin con los temas estudiados. Esto con la intencin de constatar los saberes, habilidades, actitudes y aptitudes desarrolladas durante los procesos formativos desarrolladas a lo largo de todo nuestro encuentro didctico.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ENCUENTRO DIDCTICO 3. TIPOS DE BOMBAS.

Saber: las y los estudiantes conocern las principales caractersticas y diferencias de las bombas utilizadas por el servicio contra incendios, para garantizar una adecuada seleccin del medio de impulsin, de acuerdo a las caractersticas particulares de los riesgos del ambiente a proteger, con fidelidad y respeto a las normativas vigentes.

Orientaciones generales para el desarrollo del encuentro

Estimadas y estimados estudiantes, a travs de nuestro segundo encuentro didctico, abordaremos los principios tericos y prcticos que fundamentan el movimiento de los fluidos; Esto con la finalidad de apropiarnos de las herramientas que nos permitirn accionar y sustentar el desarrollo de nuestro ejercicio profesional.Para el desarrollo de este encuentro didctico, llevaremos a cabo las siguientes actividades: Iniciaremos este encuentro didctico a travs del intercambio de ideas, saberes y experiencias en relacin al tema partiendo de preguntas generadoras. Construiremos saberes partiendo de una lectura comentada, que nos permitir intercambiar ideas y opiniones en relacin al tema y elaboraremos una sntesis de las ideas comentadas. Asimismo, conformaremos equipos de trabajo, a fin de discutir colectivamente los aspectos de mayor relevancia de acuerdo a los puntos desarrollados y elaboraremos un anlisis crtico- reflexivo sobre el contenido de las lecturas contenidas en el material didctico, a fin de vincular dichos conocimientos con nuestra rea de formacin, con especial nfasis en su importancia en nuestra prctica profesional diaria. Finalizaremos nuestro tercer encuentro didctico a travs de la elaboracin, de forma individual, de un ensayo donde expresaremos las reflexiones e ideas finales. ACTIVIDAD 1. Compartamos ideas.

Estimadas y estimados estudiantes, iniciemos nuestro encuentro didctico a travs del intercambio de ideas, saberes y de experiencias. En ese sentido partamos de las siguientes preguntas generadoras:

1. Cules son los tipos de bombas que usted conoce en el mbito bomberil?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2. Alguna vez escuchaste la expresin denominada cavitacin?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3. Sabes lo que es el golpe de ariete?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4. Podras explicar en qu consiste una bomba de vaco?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ACTIVIDAD 2. Construyamos saberes.Estimadas y estimados estudiantes, realicemos una lectura sobre las bombas hidrulicas, a fin de intercambiar ideas y opiniones en relacin al contenido del citado material. Leamos con nimo y mucha atencinLectura comentada.Es una tcnica que permite la libre expresin de las ideas de los participantes sin restricciones o limitaciones con el propsito de producir el mayor nmero de ideas, enfoques, opiniones o datos acerca de algn tema. La o el educador presenta un tema concreto y explica la mecnica que se va a utilizar. Los participantes expresan libre y espontneamente sus ideas en relacin con el tema. Un secretario anota las ideas que surjan del grupo. Las ideas se analizan y se agrupan en conjuntos afines. El grupo elabora una sntesis de las ideas expuestas y formula las conclusiones generales pertinentes.Tomado y adaptado para este material con fines pedaggicos de Flores, H. (S/F). Jornadas de Actualizacin Profesional para el Personal Docente del IUTARC. Taller: Planificacin Didctica Para La Construccin De Aprendizajes Significativos.

A leerLECTURA 5. Mquinas Hidrulicas. La invencin de la primera bomba se remonta al ao 3000 antes de Cristo (A.C.) y se le atribuye al pueblo Mesopotmico. El dispositivo que dista de compararse con los actuales equipos, consista en una palanca de madera con un contrapeso en un extremo y un balde en el otro, que era sumergido en el agua y luego elevado hasta ubicarlo en el lugar deseado. Para el ao 500 A.C. se crea otro artilugio (norias), en el que una serie de baldes alineados, formaban una cadena que pasaba por encima de una polea hasta llegar al depsito de agua, para luego subir el vital lquido hasta la parte superior; sin embargo, el invento ms revolucionario data del siglo III antes de Cristo y con ms similitud a las bombas hidrulicas actuales, es atribuido a Arqumedes, aunque existen versiones que lo ubican con anterioridad en el antiguo Egipto. Se trataba de una mquina para la elevacin de agua, con un principio bastante diferente a los existentes para la poca, basado en un tornillo de tipo sin fin colocado dentro de un cilindro, que era situado en un plano inclinado adyacente a un reservorio de agua, con la finalidad de elevar el lquido a un nivel superior (ver imagen) sistema al que se le ha denominado tornillo de Arqumedes.

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Tornillo_de_Arqu%C3%ADmedes#mediaviewer/Archivo:Archimedes_screw.JPGLa bomba es una mquina que absorbe energa mecnica que puede provenir de un motor elctrico, trmico, etc., y la transforma en energa que la transfiere a un fluido como energa hidrulica la cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a otro, a un mismo nivel y/o a diferentes niveles y/o a diferentes velocidades.Una bomba hidrulica puede definirse como un equipo capaz de transformar la energa mecnica proporcionada por un motor ya sea elctrico, de combustin, que la acciona, en energa hidrulica del fluido incompresible que puede ser lquido o una mezcla de lquidos y slidos, para ser transportado de un lugar a otro en un mismo nivel u otros a diferentes velocidades. El incremento de la energa del fluido, permite el aumento de su presin, su velocidad o su altura, siempre en relacin con el principio de Bernoulli estudiado con anterioridad. En lneas generales, una bomba se utiliza para incrementar la presin de un lquido y permitir el movimiento del fluido de una zona de menor presin o altitud a otra de mayor presin o altitud.En vista de la importancia del agua en la cotidianidad de la vida del hombre, la bomba se convierte en la segunda mquina de mayor uso, superada apenas por el motor elctrico; el uso de las bombas se ha extendido de forma tal, que se han producido una infinidad de variedades, tamaos y tipos, aplicables a una impresionante gama de servicios. Escoger un sistema de bombeo adecuado depende de diversos factores como lo son: presin ltima, presin de proceso, velocidad de bombeo y tipo de fluido a bombear.Existe una diversidad de clasificacin de bombas, por lo que resulta importante distinguir las diferentes clases que existen, para lo cual nos apoyaremos en la clasificacin dada por el Hidraulic Institute de EE.UU. (1984) dado que toma en cuenta la forma en que se desplaza el fluido dentro de los elementos de la bomba, tanto para los que se desplazan a presin dentro de una carcasa cerrada, como resultado del movimiento de un pistn o embolo, denominadas bombas de desplazamiento positivo, as como aquellas bombas en las cuales el fluido es desplazado por el movimiento de uno o varios impulsores, a las que se les denomina Bombas Centrifugas y que son motivo de estudio el presente tema.

Fuente: Diagrama de clasificacin del Hidraulic Institute de EE.UU

Las mquinas hidrulicas generadoras (bombas) las podemos clasificar en dos (2) tipos, de acuerdo a la forma en que intercambian energa en su interior: de desplazamiento y turbomquinas.

Las bombas de desplazamiento. Aplican una fuerza al fluido dentro de su interior, entre el elemento impulsor, que puede tratarse de un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro que lo contiene, siendo ejemplo las bombas de pistn, las bombas peristlticas, las bombas de membrana o diafragma.

La bomba de pistn.Genera el movimiento del fluido en su interior mediante el movimiento de un pistn, cada movimiento del pistn produce el ingreso y desalojo de un mismo volumen de fluido, que equivale al volumen ocupado por el pistn durante la carrera del mismo. A manera didctica, a continuacin se muestra el ciclo que se produce en una bomba de pistn:

1. Varilla en posicin inferior.2. Se produce la apertura de la vlvula de succin y el llenado de la bomba. Simultneamente, por el cierre de la vlvula de la varilla, es desalojado el producto que se encuentra sobre el sello del mbolo.3. Varilla en posicin superior.4. Por la accin de la varilla, que se desplaza hacia abajo, se produce la apertura de la vlvula del mbolo y el cierre de la vlvula de succin, desalojndose producto por la salida en un volumen igual al ocupado por la varilla.5. Varilla en posicin inferior.

Fuente: http://www.quiminet.com/articulos/las-bombas-de-piston-sus-caracteristicas-y-aplicaciones-23519.htm La utilizacin de las bombas de pistn se populariz entre los siglos XVIII y XIX, por lo que tambin se convirtieron en las primeras bombas utilizadas por los cuerpos de bomberos; al inicio su accionamiento era de tipo manual, aunque con la llegada del proceso de industrializacin, comenzo a utilizarse la mquina de vapor para su funcionamiento.

Las Turbomquinas.A diferencia de la bomba de piston cuyo funcionamiento es perodico, las turbomquinas son de funcionamiento continuo y esencialmente transformadoras de energa, mediante el movimiento rotativo de sus elementos interiores, lo que produce el incremento de la energa cintica del fluido, para luego transformar el exceso de energa en presin dentro del cuerpo de la bomba. En vista de lo versatil de este tipo de bombas, es la adoptada en los vehculos de extincin de los cuerpos de bomberos en todo el mundo.Las turbomquinas se pueden clasificar de acuerdo a la trayectoria del fluido en su interior en: centrfuga, axial y helicocentrfuga.

Corte esquemtico de una bomba centrfuga.

1a carcasa, 1b cuerpo de bomba, 2 soporte de cojinetes, 3 tapa de depresion, 4 apertura del eje, 5 cierre del eje, 6 eje. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_centr%C3%ADfugaLa presin suministrada por una bomba, est en relacin inversa al caudal que circula por la misma; es decir, aquellas bombas que dan una presin alta proporcionaran un caudal bajo, por el contrario las que suministran un caudal alto daran una presin baja. En los vehculos de supresin de incendios es comn instalar bombas con un manejo moderado de caudales y alturas notables, por lo que la relacin H/Q resulta alta; en cambio las bombas de achique suministran caudales notables pero a baja presin, por lo que la relacin H/Q se clasifica como intermedio.

Partes de una Bomba Centrfuga.Los elementos constructivos que conforman una bomba centrfuga son:1. Tubera de succin o aspiracin.2. Impulsor o rodete. Su estructura se encuentra formada por una serie de labes de diversas formas que giran dentro de una carcasa circular. El rodete va unido solidariamente al eje, lo que la convierte en la parte mvil de la bomba. Los labes vayan sueltos o unidos a uno o dos discos, se clasifican en:a) Abiertos: cuando van sueltos. Tienen la ventaja de permitir el paso de impurezas, pero son de poca eficacia.b) Cerrados: cuando van unidos lateralmente a dos discos. Tienen la tendencia a obstruirse con mayor facilidad que los anteriores, pero poseen mayor rendimiento.c) Semiabiertas: cuando van unidos a un disco. Tienen caractersticas intermedias entre los dos tipos anteriores.3. Difusor. Junto con el rodete, se encuentran dentro de una cmara, a la que se le denomina carcasa o cuerpo de la bomba. El difusor est formado por unos labes fijos divergentes, que al incrementarse la seccin de la carcasa, la velocidad del agua ir disminuyendo lo que contribuye a transformar la energa cintica en energa de presin, mejorando el rendimiento de la bomba. 4. Eje. Consiste en una pieza en forma de barra, de seccin circular no uniforme que se fija rgidamente sobre el impulsor y le transmite la fuerza del elemento motor. Las bombas centrfugas para agua se clasifican atendiendo a la posicin del eje en bombas de eje horizontal y bombas de eje vertical.

Funcionamiento de una Bomba Centrfuga.

El flujo entra a la bomba a travs del centro del rodete (succin), a medida que las paletas del rodete transportan el fluido a travs de los labes hacia fuera en direccin radial, el lquido comienza a ganar energa. La aceleracin produce un aumento de energa de presin y cintica, debido a la forma de caracol de la voluta Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_centr%C3%ADfugapara generar un incremento gradual en el rea de flujo, de tal manera que la energa cintica a la salida del rodete, se convierte en cabeza de presin a la salida.

Una vez que hayamos realizado la lectura, elaboremos una sntesis de las ideas comentadas durante el desarrollo de la actividad.

Adelante, estamos seguros que tienes mucho que expresar__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Continuemos con mucho nimoEstimadas y estimados estudiantes, a continuacin leamos con mucha atencin la siguiente informacin en relacin a las Curvas Caractersticas de las bombas.

LECTURA 6: Curvas caractersticas de una bomba.El comportamiento hidrulico de una bomba se especifica mediante las curvas caractersticas, dado que representan la relacin entre los distintos valores del caudal proporcionado por el equipo con otros parmetros como pueden ser la altura manomtrica, el rendimiento hidrulico, la potencia requerida y la altura de aspiracin, que estn en relacin al diseo, tamao y construccin de la bomba. Las curvas caractersticas son proporcionadas por los fabricantes, y se obtienen en forma experimental sobre un banco de pruebas, a una velocidad de rotacin determinada (N).La representacin grfica de las curvas de la bomba, se distingue por colocar en el eje de abcisas los caudales y en el eje de ordenadas podemos encontrar ya sea las alturas, el rendimiento, las potencias o las alturas de aspiracin.

Curva altura manomtrica (H) caudal (Q). Curva H-Q.Para determinar experimentalmente la relacin H(Q) correspondiente a unas revoluciones (N) dadas, se ha de colocar un vacumetro en la aspiracin y un manmetro en la impulsin, o bien un manmetro diferencial acoplado a dichos puntos. En la tubera de impulsin, aguas abajo del manmetro, se instala una llave de paso que regula el caudal, que ha de ser aforado. La velocidad de rotacin se puede medir con un tacmetro o con un estroboscopio. Con un accionamiento por motor de corriente alterna, dicha velocidad vara muy poco con la carga.La relacin H(Q) tiene forma polinmica con las siguientes formas:H = a + bQ + cQH = a + c QL