2.1. Magnitudes y unidades
Para poder tratar la obtención y la utilización de aire comprimido para el funcionamiento de los dispositivos neumáticos debemos tener en consideración dos magnitudes básicas: la presión y el caudal.
Presión
Se define como el cociente entre una fuerza aplicada perpendicularmente a una superficie y el valor de la superficie.
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En el siguiente video puedes ver la presión que realiza un gas sobre el tapón de un tubo de ensayo. Al calentarse el gas aumenta la fuerza sobre las paredes del tubo y sobre el tapón. La fuerza que ejerce sobre la superficie del tapón hace que éste salga despedido.
Video de Adrejdam alojado en Wikimedia Commons
Actividad
Cuanto mayor sea la fuerza ejercida y menor la superficie sobre la que se reparte mayor es la presión que se ejerce.
Unidades de la presión
La unidad de presión en el Sistema Internacional (SI) se denomina pascal, en honor al escritor y científico francés Blaise Pascal y se representa por el símbolo Pa.
1 Pascal = 1 N/m2
En neumática industrial, el pascal resulta una unidad muy pequeña, por lo que suelen emplearse múltiplos, como el kilopascal (kPa) y el megapascal (MPa).
1 kPa = 103 Pa = 1000 Pa 1 MPa = 106 Pa = 1 000 000 Pa
En los cálculos técnicos suelen emplearse también otras unidades:
- el bar y su submúltiplo, el milibar (mbar), habitualmente utilizado en meteorología.
- la atmósfera, atm.
- el kilogramo por centímetro cuadrado kg/cm2, medida usual de los manómetros (aparatos de medida de la presión).
Las equivalencias entre las diferentes unidades de presión son las siguientes:
1 bar = 1 atm = 1 kg/cm2 = 100 kPa = 105 Pa
La presión atmosférica, es el valor de la presión en la superficie de la Tierra. Este valor suele tomarse como referencia. Por ejemplo, si el aire comprimido de una instalación neumática está a 6 bares, esto quiere decir que tiene una presión superior a la atmosférica en 6 bares.
El instrumento de medida utilizado para observar la presión, se llama manómetro.
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Manómetro
Fotografía de Romary en Wikimedia Commons. Dominio Público
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Caudal
Es el volumen de un fluido que fluye a través de una sección de un conductor en la unidad de tiempo.
En el SI, el caudal se mide en metros cúbicos por segundo (m3/s). Sin embargo, en los cálculos técnicos, suelen emplearse diferentes unidades, dependiendo del tipo de instalación. Las más habituales son:
- litros por minuto (L/min),
- litros por segundo (L/s),
- metros cúbicos por minuto (m3/min) y
- metros cúbicos por hora (m3/h).