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La hidráulica es una tecnología que utiliza fluidos para generar presión y convertirla en energía mecánica. Gracias a esto, los cilindros y bombas hidráulicas permiten levantar cargas pesadas con un muy poco esfuerzo; también se utiliza en embragues o sistemas de frenado de vehículos comerciales. En este artículo, le contaremos qué es la hidráulica, qué procesos físicos intervienen y cómo se produce la transmisión de energía en la práctica.
¿Qué es la hidráulica?
La palabra hidráulica proviene de la unión de dos vocablos griegos: «hydro» para agua o fluido y «aulos» para tubo o tubería. Partiendo de esto, podemos deducir lo que constituye un sistema hidráulico: se introduce un fluido en un sistema cerrado donde posteriormente se crea o aumenta la presión mediante acción mecánica o estática. La fuerza generada por los sistemas hidráulicos es mucho mayor que la fuerza aplicada inicialmente.
En este punto, encontramos una notable diferencia entre la hidráulica y la neumática: mientras que los sistemas hidráulicos utilizan líquidos para generar la presión necesaria, los sistemas neumáticos funcionan utilizando gases o aire comprimido.
En ambos procesos, la presión resultante se transmite a través de mangueras o sistemas de tuberías hasta desencadenar la reacción (mecánica) deseada en un punto concreto. De este modo, es posible producir una gran fuerza con un aporte de energía relativamente bajo; esta podrá utilizarse para levantar cargas, accionar máquinas o mover determinados componentes.
Aplicaciones de la hidráulica
Debido a sus ventajosas propiedades, los componentes hidráulicos se utilizan en una gran variedad de áreas de trabajo. Entre ellas se encuentran, por ejemplo:
- Maquinaria agrícola y de construcción: accesorios para excavadoras, grúas y tractores, así como funciones de pala y volteo.
- Taller: plataformas de elevación, herramientas y elevadores hidráulicos.
- Tecnología automotriz: embrague, frenos, dirección asistida y chasis.
- Tecnología de almacenamiento: carretillas elevadoras, transpaletas manuales.
- Ascensores.
- Producción: prensas hidráulicas, técnicas aplicables en bancos de pruebas y cintas transportadoras.
Fluidos hidráulicos adecuados
Los sistemas hidráulicos rara vez utilizan agua; suelen funcionar con la ayuda de un aceite especial (aceite hidráulico). Debido a sus propiedades, este aceite es ideal para garantizar un buen funcionamiento dentro de la mecánica de precisión aplicada a máquinas y motores. Sin embargo, en teoría podrían utilizarse otros fluidos y mezclas, siempre que estos tengan las propiedades requeridas para un fluido hidráulico:
- viscosidad y poder lubricante
- gran poder humectante y adherente
- resistencia al desgaste
- libre de ácidos
- no genera espuma
- baja compresibilidad (su volumen no debe disminuir bajo presión)
Dependiendo del ámbito de aplicación, se utilizan aceites minerales, vegetales, emulsiones de agua y aceite o fluidos sintéticos. Mediante diversos aditivos y composiciones se pueden conseguir otras propiedades como, por ejemplo, la protección anticorrosiva o la idoneidad en el campo de la alimentación.
Componentes de los sistemas hidráulicos
Los sistemas hidráulicos permiten mover grandes cargas sin necesidad de ejercer mucha fuerza. En este proceso, intervienen varios componentes; los más importantes son:
- Generador de energía: para hacer funcionar la bomba hidráulica, ya sea manual o de motor.
- Aceite hidráulico: es el fluido presente en el sistema.
- Bombas hidráulicas: generan una presión mediante el desplazamiento del fluido.
- Mangueras y tubos hidráulicos: dirigen el aceite hidráulico a través del sistema.
- Válvulas: sirven para regular la cantidad de fluido y, por tanto, la presión en diferentes partes del sistema.
- Cilindros o motores hidráulicos: permiten convertir la presión en energía mecánica.
- Manómetro: muestra la presión del sistema.
¿Cómo funciona un sistema hidráulico?
A continuación, le explicamos, paso a paso, cómo funciona la hidráulica.
- Acumulación de presión
La bomba hidráulica se acciona manualmente (accionando una palanca o un pedal, por ejemplo) o con un motor. El movimiento del pistón reduce el espacio disponible para el aceite hidráulico y, con ello, se va aumentando la presión.
- Distribuir el volumen o caudal
El fluido presurizado también se denomina volumen o caudal; este se distribuye a través de las tuberías hidráulicas del sistema. En los sistemas complejos, se puede controlar la tubería en la que fluye el caudal mediante el empleo de válvulas.
- Conversión en energía mecánica
Una vez que el fluido se ha extendido por las mangueras y ha acumulado suficiente presión, activa un segundo cilindro o motor hidráulico que se encarga del proceso que corresponda, por ejemplo, la elevación de una plataforma o la liberación del freno.
- Caudal de retorno del fluido hidráulico
En el caso de los sistemas manuales asistidos por muelle (un sistema de frenos, por ejemplo) basta con dejar que la palanca se deslice hasta su posición original para volver a bajar la presión. En las máquinas de construcción más grandes o en las elevadoras hidráulicas suele haber un segundo interruptor que baja el pistón y, si es necesario, abre una válvula de retorno para que el fluido hidráulico vuelva a distribuirse uniformemente en el sistema.
Las ventajas de la oleohidráulica
Aunque el modo de funcionamiento es muy similar, la hidráulica presenta algunas ventajas sobre la neumática. Los sistemas y accionamientos hidráulicos no solo son extremadamente potentes, sino que pueden instalarse en un espacio relativamente reducido, mueven o interceptan grandes cargas y, gracias al aceite, se desgastan muy poco incluso con las cargas más elevadas.
Estas son todas sus ventajas:
- alta potencia de transmisión,
- requieren relativo poco espacio,
- buena adaptación a las condiciones de espacio gracias a la flexibilidad de las mangueras y conductos,
- apta para máquinas de precisión gracias a las secuencias de movimiento lentas y ajustables individualmente,
- larga vida útil y bajo desgaste (si se mantiene y se utiliza según las instrucciones),
- el aceite hidráulico evita la fricción y, al mismo tiempo, sirve de refrigerante, aumentando la vida útil del sistema.
Preguntas frecuentes sobre la hidráulica
La palabra hidráulica proviene de la unión de dos vocablos griegos: «hydro» para agua o fluido y «aulos» para tubo o tubería. Partiendo de esto, podemos deducir lo que constituye un sistema hidráulico: se introduce un fluido en un sistema cerrado donde posteriormente se crea o aumenta la presión mediante acción mecánica o estática. Esta presión se transmite a través de mangueras o sistemas de tuberías hasta desencadenar la reacción (mecánica) deseada en un punto concreto. De este modo, se pueden generar grandes fuerzas con un aporte de energía relativamente bajo, que pueden utilizarse para levantar cargas, accionar máquinas o mover determinados componentes.
A pesar de que el modo de funcionamiento es similar, existe una diferencia crucial entre la hidráulica y la neumática. En los sistemas neumáticos, se utilizan gases en lugar de líquidos para generar la presión necesaria.
• Maquinaria agrícola y de construcción: accesorios para excavadoras, grúas y tractores, así como para funciones de pala y volteo.
• Taller: plataformas de elevación, herramientas y elevadores hidráulicos.
• Tecnología automotriz: embrague, frenos, dirección asistida y chasis.
• Tecnología de almacenamiento: carretillas elevadoras, transpaletas manuales.
• Ascensores.
• Producción: prensas hidráulicas, técnicas aplicables en bancos de pruebas y cintas transportadoras.
• alta potencia de transmisión,
• requiere relativamente poco espacio,
• buena adaptación a las condiciones de espacio gracias a la flexibilidad de las mangueras y conductos,
• adecuada para máquinas de precisión gracias a las secuencias de movimiento lentas y ajustables de forma individualizada,
• larga duración y poco desgaste (si se mantiene y utiliza según las instrucciones),
• el aceite hidráulico evita la fricción y, al mismo tiempo, sirve de refrigerante, aumentando la vida útil del sistema.
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© Jungheinrich AG
