En una instalación hidráulica se han instalado dos manómetros en dos tuberías de diámetro 10 mm y 2 mm, respectivamente, midiendo unas presiones de 3·106 Pa y 5·105Pa, respectivamente. La densidad del aceite que circula es de δ = 0,9 kg/L. Calcule el caudal que circula por las tuberías, suponiendo una conducción horizontal.
Este ejercicio apareción en la prueba práctica de oposiciones a profesor de Tecnología en Madrid en el año 2025.
En el mundo de la ingeniería hidráulica, entender cómo se comportan los fluidos dentro de las tuberías es fundamental para el diseño de sistemas eficientes, desde circuitos de lubricación industrial hasta redes de abastecimiento. Hoy vamos a resolver un caso práctico utilizando dos de las herramientas más potentes de la física: la Ecuación de Bernoulli y la Ecuación de Continuidad.
Para llegar a la solución, debemos seguir tres pasos lógicos:
1. Relacionar las velocidades (Continuidad)
Como el fluido es incompresible, la cantidad de aceite que pasa por el punto 1 debe ser la misma que pasa por el punto 2. Al reducirse el diámetro, la velocidad debe aumentar.
Utilizando la relación de diámetros, determinamos que la velocidad en el segundo punto (
) es 25 veces mayor que en el primero (
).
2. Aplicar Bernoulli
Al ser una conducción horizontal, eliminamos la variable de la altura. La diferencia de presión se transforma directamente en energía cinética (velocidad).
3. El Cálculo Final
Tras sustituir los valores de presión y la densidad del aceite, despejamos la velocidad inicial:
Este ejercicio es un ejemplo perfecto del Efecto Venturi: cuando un fluido aumenta su velocidad al pasar por una sección más estrecha, su presión disminuye inevitablemente. ¡Física pura aplicada a la tecnología!