BRAZO HIDRAULICO

1. OBJETIVOS

GENERAL

·         Construcción y operación de un brazo mediante un sistema hidráulico.

ESPECIFICOS

·         Demostrar la aplicación de fuerzas mediante fluidos, también demostraremos que posee movimiento de rotación, presión hidrostática, energía cinética, tensiones, trabajo-potencia-energía.

·         Demostraremos que en el brazo hidráulico es el mismo proceso de la prensa hidráulica ya que esta levanta grandes masas con pequeña fuerzas.

                                                                                                         

2. PROBLEMA

En una empresa de lácteos se presenta un problema con la recolección de productos lácteos, afectando la producción de la misma. Por esta situación quiero realizar e implementar un brazo hidrahulico  que permita y mejore el desarrollo de esta empresa, permitiéndome contribuir  a mis conocimientos al elaborar esta maquina, viéndome en la necesidad de hacer una invetigacion previa como lo es  el funcionamiento de fluidos y de principios de pascal que explicaba que los fluidos sirven como multiplicador de fuerzas

3.JUSTIFICACION

Por esta situación quiero realizar e implementar un brazo hidráulico  que permita y mejore el desarrollo de esta empresa, permitiéndome contribuir  a mis conocimientos al elaborar esta máquina, viéndome en la necesidad de hacer una investigación previa como lo es  el funcionamiento de fluidos y de principios de pascal que explicaba que los fluidos sirven como multiplicador de fuerzas

                                                              4. MARCO TEORICO

1. FLUIDOS

Un fluido es una sustancia o medio continuo que se deforma continuamente en el tiempo ante la aplicación de una solicitación o tensión tangencial sin importar la magnitud de ésta.

1.1. CARACTERÍSTICAS

La posición relativa de sus moléculas puede cambiar de forma abrupta.

Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son fluidos igual que los gases.

Tienen viscosidad, aunque la mar viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos.

1.2. CLASIFICACIÓN

Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes características que presentan en:

• Líquidos
• Gases

1.3.  PROPIEDADES

Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y características del mismo tanto en reposo como en movimiento. Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido.

1.3.1.         PROPIEDADES PRIMARIAS O TERMODINÁMICAS:

• Presión
• Densidad
• Temperatura
• Energía interna
• Entalpía
• Entropía
• Calores específicos
• Viscosidad

1.3.2.         PROPIEDADES SECUNDARIAS

Caracterizan el comportamiento específico de los fluidos.

• Viscosidad
• Conductividad térmica
• Tensión superficial
• Compresión

1.4.  MOVIMIENTO

Aunque en verdad los fluidos no se mueven. De esta forma, las variables de estado del material, tales como la presión, la densidad y la velocidad podrán ser consideradas como funciones continuas del espacio y del tiempo, conduciendo naturalmente a la descripción del material como un medio continuo.

Al dividir la longitud del recorrido libre promedio de las moléculas por la longitud característica del sistema, se obtiene un número a dimensional denominado número de Knudsen. Calculando el número de Knudsen es fácil saber cuándo puede describirse el comportamiento de líquidos y gases mediante las ecuaciones de la dinámica de los fluidos. En efecto, si el número de Knudsen es menor a la unidad, la hipótesis del continuo podrá ser aplicada; si el número de Knudsen es similar a la unidad o mayor, deberá recurrirse a las ecuaciones de la mecánica estadística para describir el comportamiento del sistema.

2. PRINCIPIO DE PASCAL

En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: la presión ejercida en cualquier parte de un fluido incompresible y en equilibrio dentro en un recipiente de paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.

El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.

También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas, en los elevadores hidráulicos y en los frenos hidráulicos.

2.1. Aplicaciones del principio

El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter altamente incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es prácticamente constante.

La presión se define como la fuerza ejercida sobre unidad de área p = F/A. De este modo obtenemos la ecuación: F1/A1 = F2/A2, entendiéndose a F1 como la fuerza en el primer pistón y A1 como el área de este último. Realizando despejes sobre este ecuación básica podemos obtener los resultados deseados en la resolución de un problema de física de este orden.

Si se aumenta la presión sobre la superficie libre, por ejemplo, la presión total en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que el término ρgh no varía al no hacerlo la presión total. Si el fluido no fuera incompresible, su densidad respondería a los cambios de presión y el principio de Pascal no podría cumplirse. Por otra parte, si las paredes del recipiente no fuesen indeformables, las variaciones en la presión en el seno del líquido no podrían transmitirse siguiendo este principio.

5. PROPUESTAS DE SOLUCION

• Realizar  un aparato tecnológico como lo es un brazo hidráulico que cuenta con las siguientes ventajas y desventajas:

VENTAJAS

• Su realización cuenta con recursos asequibles
• Permite una recolección correcta para los productos lácteos    
• Sus materiales son de fácil acceso por lo cual no es compleja su elaboración

DESVENTAJAS

• Su funcionamiento es dependiente de un supervisor
• Su funcionamiento puede ser un poco lento

6. BUSQUEDA Y SELECCIÓN DE INFORMACION

6.1.  PRESUPUESTO

Su presupuesto no es muy costoso puesto  que para la elaboración de este proyecto solo se necesita de:

·         Jeringas

·         Clavos

·         Tornillos y tuercas

·         Madera

·         Mangueras de suero

·         Lijas

·         Agua

6.2. VIABILIDAD

En cuanto a la viabilidad considero que lo es que a pesar de su funcionamiento tan sencillo, responde a cabalidad con las expectativas de cualquier tipo de trabajo que  vaya a realizarse con  el brazo hidráulico

7. FICHA TECNICA

7.1 MODO DE USO

De ser utilizado en una superficie plana,  observar que tenga la correcta cantidad de fluido (agua) y que no haya fugas que impidan un correcto  desempeño.

7.2 CARACTERISTICAS TECNICAS

·         Estructura en madera

·         Portátil

·         Peso de 4 kilos

·         Altura de 45 cm