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Guía de sistemas y fluidos hidráulicos
Guía de sistemas y fluidos hidráulicos
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Guía de sistemas y fluidos hidráulicos

03.09.2024

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¿Qué es la energía hidráulica?

La energía hidráulica es la energía obtenida a partir del movimiento o de la presión de los líquidos. A menudo se asocia con el agua, que se utiliza para producir electricidad (hidroelectricidad), pero también puede incluir otros líquidos en diversos sistemas industriales para transmitir potencia o energía mecánica.

¿Dónde se pueden encontrar sistemas hidráulicos?

Gracias a su capacidad de producir grandes fuerzas, los sistemas hidráulicos se utilizan en diversos sectores para levantar, accionar o mover con precisión elementos masivos.
En la industria manufacturera, se utilizan para prensar, moldear y ensamblar piezas. En construcción, accionan equipos como excavadoras, bulldozers y grúas. En la agricultura, los tractores y cosechadoras incorporan sistemas hidráulicos en los cargadores frontales, el elevador trasero para las máquinas montadas y las cajas de cambios hidrostáticas. Los vehículos pesados los utilizan para frenos, dirección asistida y otros mecanismos de control. El sector marítimo utiliza la hidráulica para accionar timones y levantar anclas. Por último, este tipo de energía es esencial en la manipulación de cargas pesadas.

¿Cómo funciona un sistema hidráulico?

Un sistema hidráulico consta de varios componentes: el depósito, la bomba, las mangueras hidráulicas, el distribuidor y los órganos receptores como cilindros.
  1. La bomba hidráulica aspira el fluido del depósito. En el interior, un mecanismo como un engranaje, un pistón o un álabe presuriza el fluido y lo empuja hacia el distribuidor.
  2. La válvula direccional recibe el fluido bajo presión y lo dirige a los componentes receptores según las órdenes del operador. Por ejemplo, en un cilindro hidráulico, la válvula direccional dirige el fluido a una de las cámaras. La presión en la cámara aumenta, empuja el pistón y luego el vástago, generando un movimiento. Este movimiento comprime el fluido en la 2ª cámara, obligándolo a volver al depósito.
  3. Regreso al depósito : Después de activar el órgano receptor, el fluido vuelve al depósito para ser reutilizado.
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Fluidos hidráulicos

Sus funciones

El fluido hidráulico (también conocido como "aceite hidráulico") desempeña muchas funciones en este tipo de sistema:
  • Transmisión de potencia: La transmisión de potencia hidráulica siempre requiere un motor eléctrico (aplicaciones fijas) o térmicas (aplicaciones móviles) para accionar la bomba. Es esta bomba la que genera la energía hidráulica. La potencia hidráulica se transmite a un receptor (cilindro) a través de un circuito. El receptor activa un componente mecánico, como el brazo de una excavadora.
  • Lubricación: Estos aceites lubrican y mantienen una película entre las superficies de las distintas piezas del sistema hidráulico, reduciendo la fricción y, por tanto, el desgaste prematuro de los componentes mecánicos en movimiento.
  • Refrigeración de las piezas de fricción: A medida que el fluido se desplaza por el circuito hidráulico, distribuye el calor generado por la fricción y el funcionamiento de los componentes mecánicos. Se puede instalar un intercambiador de calor agua-aceite (radiador) en el circuito hidráulico para controlar de forma óptima la temperatura del fluido.
  • Protección contra la corrosión: La mayoría de los aceites hidráulicos tienen propiedades que garantizan la protección interna de los componentes mecánicos contra la corrosión y la oxidación.
  • Evacuación de contaminantes: El fluido recoge y transporta los contaminantes a los filtros del sistema.

Las distintas familias de aceites hidráulicos

Los aceites hidráulicos se dividen en cuatro familias principales, adaptadas según las recomendaciones del fabricante y las condiciones de uso.
  • Aceites minerales: Son económicos pero tienen una vida útil corta, son sensibles a temperaturas extremas, contaminantes e inflamables. Se utilizan principalmente en los sectores de la automoción, la agricultura, la industria y los equipos antiguos.
  • Aceites sintéticos: Versátiles, duraderos y resistentes a temperaturas extremas, son sin embargo más caros. Ampliamente utilizadas en la industria, la aeronáutica, la minería y las obras públicas.
  • Aceites biodegradables: son menos tóxicos y se descomponen de forma natural, ideales para aplicaciones en las que hay que reducir el impacto ambiental (equipos marinos, silvicultura, centrales hidroeléctricas). Más caros, también son vulnerables a las altas temperaturas y al agua.
  • Aceites a base de agua: resistentes al fuego y menos nocivos para el medio ambiente, se utilizan en industrias con alto riesgo de incendio, como la metalurgia y la minería. Menos eficaces en climas fríos y potencialmente corrosivos, requieren aditivos anticorrosivos.

Sus propiedades importantes

Entre las propiedades de un fluido hidráulico figuran la viscosidad, resistencia a las variaciones de temperatura y resistencia al fuego.
  • La viscosidad se refiere a la resistencia al flujo y se determinada por el índice de viscosidad, basado en el cambio de espesor del fluido según las variaciones de temperatura. Es esencial utilizar un fluido con una viscosidad adecuada al equipo: demasiado viscoso, puede provocar pérdida de rendimiento y cavitación; demasiado fluido, aumenta el riesgo de agarrotamiento y rotura.
  • La resistencia a las variaciones de temperatura corresponde al rango de temperatura en el que se puede utilizar el fluido sin perder sus propiedades.
  • La resistencia al fuego es la capacidad de un fluido para minimizar el riesgo de combustión, evaluada por el punto de inflamación, punto de ignición y punto de autoignición.

Un fluido hidráulico también tiene características medioambientales, así como propiedades de resistencia a la oxidación y al agua.
 
Estos fluidos hidráulicos pueden contaminarse con partículas, agua o gas, lo que puede comprometer el rendimiento del sistema. Para minimizar estos riesgos, la instalación de filtros adecuados en las distintas partes del circuito hidráulico es una solución eficaz. Para saber más, consulte nuestro artículo dedicado: [...]