El principio de Pascal se puede interpretar como un producto de la ecuación primordial de la hidrostática y del carácter manifiesto de los líquidos. En 1648, el francés Blaise Pascal reveló, a través de un proceso de investigaciones y experimentaciones, el desenvolvimiento de los líquidos que son contenidos a presión. Hoy en día se conocen varias aplicaciones del principio de Pascal.
El principio del matemático y físico francés Blaise Pascal (1623 – 1662) es conocido como nada menos que el principio de Pascal, dicho principio expresa que “la presión aplicada en un punto de una solución dentro de un contenedor se transmite de la misma manera en cada una de las partes del mismo«.
Definición del principio de Pascal
Concluyó que “el aumento de la presión aplicada a un plano de un fluido incomprensible, en un contenedor indeformable, se retrasmite con la misma fuerza a cada una de los demás sectores del mismo”, esto quiere decir que, la presión aplicada internamente en el líquido se transmitirá por igual en todas las direcciones posibles. Asimismo, en dirección a las paredes del contenedor.
Lo demostró usando la “jeringa de Pascal”, un instrumento de vidrio conformado por una esfera con perforaciones y un émbolo. Esta se carga de agua y al ejercer una presión al émbolo, el fluido se desplaza por toda la jeringa tratando salir en todas las direcciones posibles. Una propiedad comúnmente aplicada en el riego por aspersión.
Cuando el Principio de Pascal es aplicado a dos columnas de fluidos intercomunicadas entre sí, se cumple la función de prensa hidráulica, la misma funciona de modo que los fluidos distribuyan la presión a todas las direcciones y sentidos. El mecanismo ejerce una fuerza inicial de entrada en una superficie de área angosta.
Esto provoca una presión en el fluido que está siendo transmitido constantemente por toda el área de la prensa, principalmente en la siguiente superficie, con un área mucho más grande y ancha. De este modo, la fuerza de salida aplicada es mayor a la fuerza de entrada.
La fuerza ejercida sobre el émbolo de la primera columna produce una presión adicional al fluido. Este se transmite por todo su interior, haciendo su recorrido dirigido hacia el segundo émbolo (perteneciente a la segunda columna). Matemáticamente el principio de Pascal se puede definir de la siguiente manera:
P1 = P2
Siendo así, P2 representa la presión adicional aplicada al segundo émbolo.
¿Dónde se ve aplicado el principio de Pascal?
En muchas maneras es posible demostrar y hacer uso del principio de pascal. En función al modo en el que dicho principio sea aplicado, se podrán descubrir los distintos usos. Entre las prácticas más usuales de dicho principio están:
La Refrigeración
Se puede decir que, la refrigeración, es una las muchas disciplinas que aplican el principio de Pascal. En la refrigeración, se usa en la aplicación de presiones altas y bajas, en las cuales se conduce un líquido en un punto de presión por dentro de un conducto.
Al momento que dicho líquido a alta presión es conducido a una baja presión en un evaporador, el líquido fácilmente puede bajar su temperatura. De este modo, el calor puede salir de la maquina refrigerante o refrigerador.
El líquido que ha de ser comprimido y contenido en medio de un ciclo cerrado a través de un compresor (eleva la temperatura del líquido contenido en el condensador). Dicho líquido es capaz de trascender de estado a uno líquido procesándolo a altas presiones. A continuación, procede a expandirse y así retirar el calor que está dentro de la maquinaria (entiéndase que el frío representa la ausencia de calor en un área, cuerpo o cosa).
La Prensa Hidráulica
Aparte de la expresión del principio de Pascal, es menester hacer mención de otro argumento: “La presión que es aplicada a un punto de un fluido que está encerrado en una superficie es capaz de ser retransmitida con la misma intensidad a cada una de las zonas del fluido”. Esta sentencia facilita la comprensión del funcionamiento de las prensas hidráulicas.
La prensa hidráulica es una de las aplicaciones del principio de Pascal más conocidas. Su funcionamiento se basa, en principio, en este argumento. Y es gracias a ello que, se puede decir que la prensa hidráulica es la mejor herramienta para explicar cómo funciona el principio de Pascal.
Dicha prensa está constituida por dos elementos. Primeramente, dos cilindros divididos comunicados entre ellos. Los cilindros se mantienen llenos de agua, o de algún otro líquido como, por ejemplo, el aceite.
Asimismo, lo conforman dos émbolos divididos también, estos se ajustan de manera individual en cada cilindro, haciendo contacto con el líquido vertido en la prensa.
Al aplicar una cierta fuerza en el émbolo de área más pequeña (correspondiente al cilindro pequeño), la presión consecuente de la fuerza ejercida sobre el líquido a través del émbolo se retransmitirá de manera inmediata al resto del líquido dentro de la prensa, impulsándolo a salir por el cilindro grande. De esta manera, es posible justificar que la presión recibida por el segundo émbolo será equivalente a la presión ejercida por el primer émbolo.
Principio de Pascal sobre la prensa hidráulica
Tomando en cuenta la presente declaración del principio de Pascal. Se concluye que la presión P1 será totalmente equivalente a la presión P2 (P1 = P2). Es decir, si la división D2 consta de un área 10 veces mayor a la división D1, la presión P1 que se ejerce en el émbolo más pequeño se verá multiplicada por 10 veces más, reflejándose en el émbolo más grande.
El funcionamiento de las prensas hidráulicas se cumple gracias al principio de Pascal. Las prensas solamente son simples herramientas que funcionan dependiendo de una palanca de Arquímedes. Dicha palanca es capaz de aumentar la intensidad con la que se aplica una presión/fuerza. Es el método comúnmente aplicado en los frenos, ascensores y diversas máquinas y mecanismos hidráulicos presentes en las fábricas.
Llantas de vehículos
Las llantas de los vehículos se inflan a una presión predeterminada, nivelada a 310.263,75 Pa (presión atmosférica). Dicha presión equivale a 30 “psi” (representa la unidad de presión semejante a la presión atmosférica).
Este nivel de presión se establece de modo que las llantas mantienen una elasticidad apropiada. Así, logran amortiguar la mayoría de los impactos leves e intensos que normalmente puede recibir una llanta al recorrer las carreteras.
El aire contenido en el interior de la llanta se mantiene a una presión mayor a la presión atmosférica hallada en el interior de las cámaras (siendo esta una presión 3 veces mayor) de las llantas actuales.
Los ejemplos mencionados nos facilitan explicar cómo funciona y de qué manera se aplica el principio de Pascal. Basados en dicho principio, se han desarrollado muchas herramientas y maquinarias que aprovechan esta ley para así realizar ciertas tareas (incluso en nuestra vida cotidiana) de una manera mucho más fácil y cómoda. Principalmente en las que requieran un gran esfuerzo físico o ejercer una fuerte presión.
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