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Si los neumáticos no tienen la presión adecuada el coche consume más (si tienen poca presión) o pierde estabilidad y adherencia (si tienen mucha presión). Pero cuando son los frenos los que dan problemas... el peligro es muy serio.
Por eso, cuando Juan notó que no frenaba como antes se asustó y lo llevó al taller. Allí le cambiaron unos manguitos y le dijeron que era el líquido de frenos.
La mayoría de los vehículos tienen un sistema de frenos como el de Juan: disponen de frenos hidráulicos. Algo sabrás sobre el líquido de frenos, los manguitos, los frenos de disco o los de tambor, y sobre todo, dónde está el pedal de frenos.
¿Quieres ver qué elementos forman este sistema de frenado? ¿Qué es un sistema hidráulico? ¿Cómo funciona?
Los frenos hidráulicos basan su funcionamiento en el Principio de Pascal.
El investigador francés Blaise Pascal comprobó que los fluidos ejercen una fuerza sobre todos los puntos de la superficie de los sólidos que están en contacto con ellos.
Puedes comprobarlo tú mismo si realizas esta experiencia:
Esto ocurre porque la fuerza que el líquido ejerce en cada punto de la pared es siempre perpendicular a la superficie de contacto.
Cuando trabajamos con fluidos es más importante conocer la presión que ejerce el fluido que la fuerza en sí misma.
La presión es una magnitud física que relaciona la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo con la superficie sobre la que se reparte esa fuerza.
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Para que lo entiendas bien, imagina la siguiente experiencia:
¿En qué caso crees que te hará más daño?
Probablemente no tengas inconveniente en admitir que en el segundo caso. Y eso es, sencillamente, porque aunque en los dos casos se ha hecho sobre ti la misma fuerza (el peso de la persona), no has soportado la misma presión.
En el primer caso el peso se ha "repartido" por toda la superficie de la zapatilla, mientras que en el segundo caso, también se ha "repartido", pero sobre la superficie mucho menor del tacón de aguja.
Comprenderás que, cuanto mayor sea la fuerza ejercida y menor la superficie sobre la que se reparte, más grande es la presión que se ejerce.
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La unidad de presión en el sistema internacional es el Pascal, que se simboliza como Pa. No obstante, en nuestra vida cotidiana no se suele emplear, sino que se emplean otras más adecuadas y que quizá te sonarán:
El milibar (mb) es empleado sobre todo para medir la presión atmosférica, la que ejerce el aire de la atmósfera. En milibares están expresados los números que aparecen en los mapas del tiempo.
El kilopondio por centímetro cuadrado (kp/cm2), o kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado (kgf/cm2) normalmente conocido simplemente como "kilo de presión", se usa mucho para medir la presión de inflado de los neumáticos.
La presión se calcula dividiendo la fuerza ejercida perpendicularmente a una superficie (F) y el área (A) de ésta:
P = F/A
Experimenta…
Échate un pulso. Un pulso de pulgares. Después, cuando conozcas el ganador, intenta explicar qué pasa.
Necesitas dos jeringuillas de diferente diámetro, un tubo de goma y agua.
¿Quién vencerá? ¿Cuál de las dos jeringuillas se desplaza más?
Habrás comprobado que gana siempre la mano que acciona la jeringuilla pequeña. ¿Por qué?
Pascal tiene la respuesta. En el Siglo XVII este científico comprobó que una presión externa que se ejerce sobre un líquido cerrado herméticamente en un recipiente se transmite por completo a todos los puntos del líquido. Por lo tanto, la presión que ejerces en la jeringuilla pequeña llega tal cual a la jeringuilla grande y, a la inversa, la que ejerces en la grande llega tal cual a la pequeña (instantáneamente).
Pero ¿esto qué tiene que ver con nuestro pulso?
Si ninguna jeringuilla se mueve, es que la presión es igual en las dos. Teniendo en cuenta que:
P1 = F1/A1 y P2 = F2/A2
Si P1= P2, entonces, como A1(superficie de la jeringuilla 1) es menor que A2 (superficie de la jeringuilla 2), F1 también tendrá que ser menor que F2. A lo mejor tienes que leer varias veces estos párrafos y, con calma, para entenderlos. Ten paciencia, ya verás como lo consigues.
¡La pequeña siempre lo tendrá más fácil para ganar! ya que tendrá que ejercer una fuerza (F) menor para conseguir la misma presión (P) que en la jeringuilla grande.
Pascal enunció esta relación de la siguiente forma:
Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a través de todo el fluido.
Se le conoce como Principio de Pascal y es la base de multitud de aplicaciones tecnológicas.
Fíjate en este esquema. En él puedes ver las diferentes partes del sistema de frenado de un coche.
Esquema del sistema de frenado de un automóvil
Está formado por los siguientes elementos:
El funcionamiento del sistema es muy sencillo:
También en el coche existen otros sistemas hidráulicos como el de dirección asistida.
Situación de los elementos que componen un sistema de dirección asistida hidráulico
Tanto el sistema de frenos como el de dirección asistida del coche dependen de la fuerza del cuerpo humano para proporcionar la fuerza que crea la presión en el sistema hidráulico. Sin embargo, en otras aplicaciones, como en las excavadoras, grúas, etc. es una bomba accionada por un motor la que crea la presión sobre el líquido.
Presta atención a esta animación y verás los componentes principales de un circuito hidráulico y su funcionamiento.
Vamos a recordar lo que hemos visto sobre la aplicación del aire para ayudarnos a realizar algunos trabajos.
Visualiza esta animación. En ella verás los distintos componentes de un sistema neumático y el funcionamiento del mismo
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