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CBTIS 11
MATERIA: FISICA II
MAESTRA: IVONE VIDAL QUINTANAR
PROYECTO INTERDISCIPLINARIO: ELEVACOR HIDRAHULICO
PARCIAL: 1
EQUIPO: #4
INTEGRANTES:
DEL RIO ROMO ABIGAIL
HERMOSILLO SANCHEZ MARIA
MIRANDA GAXIOLA ALONDRA
ZARATE JADA ISABEL
FECHA DE ENTREGA: 18/SEP/2015
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Proyecto Física II
Índice
Introducción…………………………………………………………………….2
Objetivo………………………………………………………………………....3
Dificultades, limitaciones, posibilidades y hallazgos durante…………..…4
El proceso de la Investigación
Visitas a establecimientos y entrevista…………………………………..…. 5
Antecedentes Históricos en México …………………………………..…….7
¿Qué es la hidrahulica?.............................................................................9
¿Qué es un elevador Hidráulico?.............................................................11
Principio de Pascal…………………………………………………..…….... 13
Tipos de Elevadores………………………………………………...……….18
Características de los elevadores…………………………………..……….20
Como hacer un elevador hidráulico casero y presupuesto………….……24
Conclusión……………………………………………………………………..26
Bibliografía……………………………………………………………………..28
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Proyecto Física II
IntroducciónA continuación en este trabajo podremos Comprender de manera progresiva las
leyes de la física que rigen el funcionamiento del elevador así como los medios técnicos
para su construcción. OBJETIVO ESPECIFICO: Entender el mecanismo de transmisión
del elevador hidráulico. Comprender como se aplica en el experimento el principio de
pascal y sus aplicaciones técnicas.
En este trabajo también podremos ver algunas características de los elevadores
hidráulicos, como por ejemplo su historia, que diferentes de elevadores hay, como
funcionan, el principio de pascal de que habla y sus principios, podremos adentrarnos un
poco más hacia estos objetos de el buen uso que le dan en los talleres mecánicos o en
otras en presas, de el gran peso que pueden cargar y la gran ayuda que nos han dado
ahora en la actualidad y la facilitación para cargar objetos, o carros de gran tamaño.
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Proyecto Física II
ObjetivoNuestro objetivo es que podamos entender cómo es que funciona quien los hizo como es que influyen nuestras vidas y por supuesto como se pueden hacer.
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Proyecto Física II
Dificultades, limitaciones, posibilidades y hallazgos durante el proceso de la
Investigación
Dificultades Limitaciones Posibilidades Hallazgos
Reconocer los
puntos más
importantes del
tema.
No conocer mucho
sobre el tema.
I
Investigar más sobre
el tema y/o preguntar
a maestros y
personas con
conocimiento del
tema.
Buscar páginas en
internet para poder
tener buena
información.
Organizar la
información.
La mayor dificultad
fue tener mucha
información y no
saber que poner y
como acomodarla.
Tener paciencia y no
estresarnos.
Poner un orden a
todas ideas.
Construcción del
prototipo.
No estar segura de
que lo estábamos
haciendo bien.
Preguntarle a un
amigo/compañero de
como lo hizo.
Asignarle a cada
quien una parte para
la construcción.
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Proyecto Física II
Visitas a establecimientos y Entrevista
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Proyecto Física II
Entrevista
¿Qué nombre tiene este taller?
R: power autoservies.
¿Cuál es su nombre?
R: Pedro.
¿Cuenta con elevadores hidráulicos?
R: sí.
¿Para que los utilizan?
R: pues, para levantar el carro y hacer más fácil el trabajo de cualquier parte de abajo el
carro, para cambiar el aceite, arreglarle los frenos etc.
¿Es muy frecuente el uso que le dan?
R: pues, cada carro casi todos los carros los levanta.
¿Cuántos tienen?
R: con dos.
¿Son de diferente tipo?
R: son iguales.
¿Cuánto cargan?
R: levantan cuatro toneladas.
¿Cómo funcionan?
R: pues son rampas hidráulicas, funcionan con aceite hidráulico, tienen un motor
eléctrico.
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Proyecto Física II
(Nos muestra su funcionamiento)
Pues este es el depósito del aceite hidráulico, bombea el aceite a unos pistones que están
aquí, de este lado tiene unos pitones como los yaks así para levantar los carros pero
más grandotes, entonces cuando ocupo levantarlo o lo voy a bajar y ya vemos desde que
va subiendo; ese que está ahí el tubo negro es el pistón es el que los levanta o los baja,
entonces cuando prendo el motor este aceite lo mete a esos pintones tiene uno en cada
pilar y ya levanta uniforme el carro.
¿Usted cree que sea difícil hacer uno?
Pues no, no es difícil nomas tienes que saber de materiales, cuales materiales debes de
usar y la capacidad del motor y de los pistones para lo que los vallas a levantar, ósea
como este es para cuatro toneladas lo mas que levanta son pickups, pero se supone que
hay para mas toneladas y pues debes de manejar otro tipo de motor más grande con
pistones más grandes.
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Proyecto Física II
INVESTIGACIONAntecedentes Históricos de México
Obras hidráulicas en la historia de México.
La historia de México puede ser contada a través de sus obras hidráulicas. Éstas han
respondido a las necesidades de captación, conducción, almacenamiento, distribución e
irrigación durante las diferentes épocas históricas por las que ha pasado el país. Los
mexicas, una de las sociedades prehispánicas más representativas del modo de vida
lacustre, tuvieron una relación indisoluble con sus recursos hídricos. Como muestra de
ello, su ciudad fue diseñada para funcionar en el agua mediante la red de comunicación
acuática formada por chinampas, canales y acequias lograron solucionar un problema
recurrente de las culturas mesoamericanas: el transporte. A su llegada los españoles
registraron este modus vivendi de los indígenas mediante sus informes, cartas y
crónicas. Algunos de los datos tomados por los conquistadores sobre las obras
hidráulicas del valle de México fueron la existencia de:
puertos de canoas,
acequias hondas para navegación,
ciudades fundadas totalmente en el agua (sobre chinampas),
ciudades fundadas parte en agua y parte en tierra firme,
calzadas que atravesaban las lagunas,
andenes, jardines, estanques y huertos en la orilla de la laguna salobre de México.
Con el choque entre los conquistadores y los autóctonos, las técnicas de construcción
europeas se mezclaron con las habilidades de construcción y conocimientos de una
cultura agrícola. Durante la toma de “México-Tenochtitlan” se destruyó el acueducto de
Chapultepec dejando a la ciudad sin su más importante fuente de abastecimiento.
Richard Dudgeon
El gato hidráulico fue creado en 1812 por Richard Dudgeon ingeniero ingles. Richard
Dudgeon fundó una tienda de máquinas en la ciudad de Nueva York, en 1851 se le
conoció al inventor y fundador para una prensa portable hidráulica conocido como "Gato
Hidráulico". Dudgeon sorprendió a los neoyorkinos al manejar desde su casa así lugar de
trabajo en un innovador transporte de vapor generado por su máquina "Diablo Rojo",
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Proyecto Física II
aterro a la cuidad tanto que las autoridades lo limitaron a usarlo en una sola calle.
Gato Hidráulico.
¿Qué es la Hidráulica? La Hidráulica es la tecnología que emplea un líquido, bien agua o aceite (normalmente aceites especiales), como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. Básicamente consiste en hacer aumentar la presión de este fluido (el aceite) por medio de elementos del circuito hidráulico (compresor) para utilizarla como un trabajo útil, normalmente en un elemento de salida llamado cilindro. El aumento de esta presión se puede ver y estudiar mediante el principio de Pascal. Los cilindros solo tienen recorrido de avance y retroceso en movimiento rectilíneo, es por eso que si queremos otro movimiento deberemos acoplar al cilindro un mecanismo que haga el cambio de movimiento.
En un sistema hidráulico el aceite sustituye al aire comprimido que se usa en neumática. Muchas excavadoras, el camión de la basura, los coches, etc. utilizan sistemas hidráulicos para mover mecanismos que están unidos a un cilindro hidráulico movido por aceite.
Al llamarse hidráulica puede pensarse que solo usa agua, cosa que no es así, es más casi nunca se usa agua solo se usa aceite. En la teoría si se usa aceite debería llamarse Oleo hidráulica, pero no es así. En la práctica cuando hablamos de sistemas por aceite, agua o cualquier fluido líquido usamos la palabra hidráulica.
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Proyecto Física II
¿Qué es un elevador hidráulico?
El elevador hidráulico se basa en el principio de que el trabajo necesario para mover un
objeto es el producto de la fuerza por la
distancia que recorre el objeto.
El elevador hidráulico utiliza un líquido
incompresible para transmitir la fuerza, y
permite que una pequeña fuerza aplicada
a lo largo de una gran distancia tenga el
mismo efecto que una gran fuerza
aplicada a lo largo de una distancia
pequeña.
Esto hace que pueda emplearse una pequeña bomba de mano para levantar un
automóvil.
Hidráulica.
Aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, para construir dispositivos que
funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite.
La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos
y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas.
En otros dispositivos como boquillas, válvulas, surtidores y medidores se encarga del
control y utilización de líquidos.
Las dos aplicaciones más importantes de la hidráulica se centran en el diseño de
activadores y prensas.
Su fundamento es el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un
punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.
Como la fuerza es igual a la presión multiplicada por la superficie, la fuerza se amplifica
mucho si se aplica a un fluido encerrado entre dos pistones de área diferente. Si, por
ejemplo, un pistón tiene un área de 1 y el otro de 10, al aplicar una fuerza de 1 al pistón
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Proyecto Física II
pequeño se ejerce una presión de 1, que tendrá como resultado una fuerza de 10 en el
pistón grande.
Este fenómeno mecánico se aprovecha en activadores hidráulicos como los utilizados en
los frenos de un automóvil, donde una fuerza relativamente pequeña aplicada al pedal se
multiplica para transmitir una fuerza grande a la zapata del freno.
Los alerones de control de los aviones también se activan con sistemas hidráulicos
similares.
Los gatos y elevadores hidráulicos se utilizan para levantar vehículos en los talleres y
para elevar cargas pesadas en la industria de la construcción.
La prensa hidráulica, inventada por el ingeniero británico Joseph Brahma en 1796, se
utiliza para dar forma, extrusor y marcar metales y para probar materiales sometidos a
grandes presiones.
Mecánica de Fluidos.
Parte de la Física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así
como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de
fluidos es fundamental en campos tan diversos como la aeronáutica (Aviones), la
ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales (Barcos y
construcción naval) y la oceanografía.
La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de
fluidos, o hidrostática, que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que
trata de fluidos en movimiento.
El término de hidrodinámica se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja
velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible. La
aerodinámica, o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando
los cambios de velocidad y presión son suficientemente grandes para que sea necesario
incluir los efectos de compresibilidad.
Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos están la propulsión a chorro, las turbinas,
los compresores y las bombas (Aire comprimido).
La hidráulica estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite.
Mecánica de fluidos: aplicaciones.
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Proyecto Física II
Las leyes de la mecánica de fluidos pueden observarse en muchas situaciones cotidianas.
Por ejemplo, la presión ejercida por el agua en el fondo de un estanque es igual que la
ejercida por el agua en el fondo de un tubo estrecho, siempre que la profundidad sea la
misma. Si se inclina un tubo más largo lleno de agua de forma que su altura máxima sea
de 15 m, la presión será la misma que en los otros casos (izquierda).
En un sifón (derecha), la fuerza hidrostática hace que el agua fluya hacia arriba por
encima del borde hasta que se vacíe el cubo o se interrumpa la succión.
Principio de Arquímedes.Al sumergirse parcial o totalmente en un fluido, un objeto es sometido a una fuerza hacia
arriba, o empuje.
El empuje es igual al peso del fluido desplazado. Esta ley se denomina principio de
Arquímedes, por el científico griego que la descubrió en el siglo III antes de nuestra era.
Aquí se ilustra el principio en el caso de un bloque de aluminio y uno de madera. (1) El
peso aparente de un bloque de aluminio sumergido en agua se ve reducido en una
cantidad igual al peso del agua desplazada.
(2) Si un bloque de madera está completamente sumergido en agua, el empuje es mayor
que el peso de la madera (esto se debe a que la madera es menos densa que el agua,
por lo que el peso de la madera es menor que el peso del mismo volumen de agua).
Por tanto, el bloque asciende y emerge del agua parcialmente -desplazando así menos
agua- hasta que el empuje iguala exactamente el peso del bloque.
Movimiento laminar y turbulento.
A bajas velocidades, los fluidos fluyen con un movimiento suave llamado laminar, que
puede describirse mediante las ecuaciones de Navier-Stokes, deducidas a mediados del
siglo XIX. A velocidades altas, el movimiento de los fluidos se complica y se hace
turbulento.
En los fluidos que fluyen por tubos, la transición del movimiento laminar al turbulento
depende del diámetro del tubo y de la velocidad, densidad y viscosidad del fluido.
Cuanto mayores son el diámetro, la velocidad y la densidad, y cuanto menor es la
viscosidad, más probable es que el flujo sea turbulento.
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Proyecto Física II
Principio de Pascal
El principio de Pascal o la ley de Pascal establece que:
La presión ejercida en un fluido incompresible y contenido en un recipiente de
paredes indeformables se transmite con igual intensidad por todos los puntos del
fluido.
Es decir, la fuerza que recibe un elemento de área será transmitida en su integridad al
elemento siguiente.
Y este al siguiente y a las paredes contiguas.
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Proyecto Física II
Pero cuidado, no confundir. Si se trasmite la presión ejercida sobre un fluido con
igual intensidad, esto no quiere decir que el fluido tiene una única presión al variar
en profundidad.
En el caso que del paso de un elemento de área a otro existan otras fuerzas involucradas,
como por ejemplo el peso, la siguiente capa aparte de sentir la presión generada por la
fuerza externa, siente la presión del peso que hay sobre ella.
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Proyecto Física II
Consideremos por ejemplo un vaso lleno con agua; este se encuentra simplemente
sometido a la presión atmosférica.
El área superior de agua (donde está en contacto con el aire) está sometida a una fuerza
debido a la presión atmosférica,
F = Patm * A.
Dado que la presión se distribuye con igual intensidad a todos los puntos, estos estarán
sometidos a la misma presión.
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Proyecto Física II
Pero hay una diferencia en la presión entre el punto que está en la parte de arriba con el
que se encuentra abajo, y esto es el propio peso del fluido, es decir que el punto de más
abajo, en el fondo del vaso, se encuentra sometido a mayor fuerza, pues no solo debe
soportar la fuerza de la presión atmosférica, sino también el propio peso del fluido. Y dado
que en el fondo también se distribuye íntegramente entonces lo único que importará es la
columna de agua sobre cada punto.
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Proyecto Física II
Esto se ve explicado en la fórmula P = Patm + ρgh, donde ρ es la masa específica o
densidad del fluido, g es la aceleración de gravedad y h es la altura de fluido sobre el
punto que queremos medir la presión. Esto quiere decir que en los puntos a la misma
altura, ¡la presión es la misma en todos ellos!
Dado que en el fondo la presión debe ser la misma, existe el llamado Principio de los
Vasos Comunicantes, que gracias al principio de Pascal explica por qué si hay varios
recipientes conectados, sin importar la forma de estos, al llenarlos con algún fluido, la
altura que alcanzara el fluido será la misma en cada recipiente:
Además no confundir que la presión que sienten no necesariamente es la de la columna
de agua sobre el punto.
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Proyecto Física II
Notar que en los puntos donde se conectan los vasos igualmente corresponde al fondo, y
no porque la altura sobre ellos sea menor significa que hay menos presión, dado que se
distribuye de forma íntegra (la fórmula P = Po + ρgh dice que hay igual presión a la misma
altura) entonces la presión debe ser la que considera toda la altura. Así por ejemplo en
este caso la presión en A es igual a la en B, y estará dada por: P = Patm + ρgh, y no por
P = Patm + ρgh
Diferentes tipos de instalaciones de ascensores y elevadores
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Ascensor o elevador vertical
Elevadores para minusválidos
Plataformas para minusválidos
Montacargas
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Escaleras mecánicas
Plataformas elevadoras
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Características de los elevadores y ascensores
Los elevadores hidráulicos, se distinguen de los otros porque llevan un pistón que por
dentro tiene aceite, y es lo que le propulsa para poder subir.
La máquina que lleva está llena de aceite, y cuando el elevador hidráulico quiere bajar, la
máquina absorbe el aceite que está en ese momento en el pistón y en ese instante
empieza a bajar hacia abajo.
Este tipo de maniobra es recomendable para edificios con pocas alturas, aunque también
se pueden instalar en edificios que tengan más alturas.
El ascensor hidráulico no necesita contrapeso y por lo tanto no necesita que el hueco del
ascensor sea muy grande, por lo que es más fácil de instalar donde el hueco sea más
pequeño.
Este ascensor lleva instaladas dos guías por las que se desplaza la cabina y se le llama
corrientemente ascensor de mochila, porque van las guías instaladas a un lado del hueco,
aunque en algunos van instaladas en los laterales del ascensor.
Diferentes tipos de instalación
También existen ascensores hidráulicos con un pistón central que es el que lo hace subir
o bajar.
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Proyecto Física II
La ventaja de estos tipos de elevadores hidráulicos, es que no necesitan cuarto de
máquinas arriba del hueco, ya que el grupo hidráulico se puede instalar abajo o donde
más convenga a la comunidad de vecinos, aunque se recomienda que esté instalado
cerca del hueco del ascensor, para evitar posibles disminuciones de rendimiento.
Hay dos tipos de elevadores hidráulicos, que son: con impulsión directa o con impulsión
diferencial. Los de impulsión directa, si el hueco no llega a los 4 metros, es necesario que
en el hueco del ascensor tenga foso, ya que el pistón irá instalado ahí.
Este tipo de maniobra es recomendable para pocas alturas.
Después están los de impulsión diferencial, que se instalan en recorridos de más de 4
metros, este tipo de instalación no necesita tener muchas dimensiones del foso, ya que el
pistón se instala en un lateral del hueco.
Este tipo de elevadores hidráulicos, es recomendable si se instala para más paradas de
pisos. Estos dos tipos de elevadores funcionan a dos velocidades, por lo que las paradas
de pisos se hacen más suaves.
Tipos de decoración
Respecto a la decoración de cabina, se pueden elegir diferentes tipos de decoración,
dependiendo del elegido, subirá o bajará el presupuesto de la instalación.
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Los tipos de puertas de cabina y de exterior, pueden variar depende de cada empresa,
pero se pueden poner dependiendo del espacio del hueco, con puertas automáticas,
semiautomáticas, o puertas batientes.
La decoración de cabina también se puede escoger entre gran variedad de clases
diferentes de decoración, como barandillas, cristales e iluminación.
También se puede elegir el tipo de suelo para la cabina entre diferentes tipos de
materiales.
La iluminación de cabina puede ser también de varios tipos como tubo fluorescente o por
iluminación de red.
Función del pistón
El pistón como se aprecia en la fotografía, se eleva o desciende dependiendo de la
dirección en la que vaya la cabina.
En la punta del pistón lleva una polea por dónde van los cables de tracción. El pistón está
instalado fijo en el hueco y lo que sube y baja es el pistón que hay en el interior.
En el extremo de la polea tiene una barra que va cogida a las guías, y que llevan
rozaderas instaladas para poder deslizarse por las guías.
La velocidad de desplazamiento del pistón se ajusta mediante una válvula, para poder
decidir a qué velocidad es la óptima para una instalación determinada.
Máquina hidráulica
La función que tiene la máquina hidráulica es la de aumentar o disminuir la presión del
pistón.
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La máquina hidráulica está llena de aceite y cuando sube el ascensor expulsa el aceite y
cuando baja el ascensor absorbe el aceite.
La manguera por donde va el aceite desde la máquina hidráulica hasta el pistón no puede
ser muy larga ya que puede afectar a su funcionamiento normal.
La máquina hidráulica va conectada al cuadro de maniobra, el cual pone en
funcionamiento el elevador cuando se le pulsa un botón desde el ascensor.
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Proyecto Física II
Como hacer un elevador hidráulico y presupuesto
Nombre del articulo Cantidad de artículos Precio del articuloPalitos de madera 3 $5.00Jeringas de 20ml 4 $45.00
Manguera delgada 1 $35.00
Presupuesto total: $82.00
PROCEDIMIENTO
1. Colocamos las jeringas en las esquinas para ver donde irían acomodadas
2. Medimos que tanta manguera utilizaríamos
3. Pintamos marcas para con el taladro hacer unos pequeños orificios a la
madera
4. Cortamos y unimos la manguera para que se formara un canal que le
llevara agua a las 3 jeringas y hacerlas funcional (subir bajar)
5. Pegamos las mangueras en la jeringas
6. Ya pegadas las mangueras a la jeringas tienes que meter los palitos en los
orifico que hiciste con el taladro
7. Pegamos los palitos muy bien con Resistol
8. Nos dispusimos a acomodar las jeringas ya para que quedaran firmes
9. Ya pegadas las jeringas colocamos una pequeña base arriba de ellas, que
eso funcionaria de plataforma para la base del ascensor
10. Lo pintamos y lo decoramos
11. Ya por ultimo introducimos el líquido que impulsaría las jeringas
Artículos: Silicón Jeringa de 60 ml Tabla 30x30 Cinta adhesiva Pintura roja Pegamento súper resistente pincel
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Proyecto Física II
ConclusiónEl equipo No. 4 tenemos como conclusión que la hidráulica es muy importante para el ser
humano hablando de la actualidad y que dependemos mucho de ella ya sea cuando
vamos a un edificio y tenemos usar los elevadores o cuando llevamos nuestros carros al
taller.
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Bibliografía
http://blog.gmveurolift.es/funcionamiento-de-un-ascensor-hidraulico/
http://www.ascensoresyelevadores.com/
http://equiposdeelevacion.com.mx/productos/elevador-hidraulico/
http://www.galeon.com/home3/ciencia/hidraulica.html
http://www.ehowenespanol.com/elevador-hidraulico-hechos_312027/
https://es.wikipedia.org/wiki/Obras_hidr%C3%A1ulicas_en_M%C3%A9xico_en_las_%C3%A9pocas_prehisp%C3%A1nica_y_colonial.#Obras_hidr.C3.A1ulicas_en_la_historia_de_M.C3.A9xico.