Área 11
Redes hidráulicas
Presión, caudal y las tuberías que llevan el agua adonde se necesita
Las redes hidráulicas mueven agua y otros líquidos a través de tuberías, bombas, válvulas y tanques. Los ingenieros las diseñan para que cada grifo, cada campo o cada máquina reciba suficiente caudal a la presión adecuada.
¿Para quién es?
Niños a los que les gusta construir con tuberías y grifos, y estudiantes interesados en la agricultura, las viviendas y el suministro de agua.
Lo que aprenderás
- Qué es la presión y por qué el agua fluye de donde la presión es alta a donde es baja
- Cómo la longitud, el ancho y los codos de una tubería se oponen al flujo
- Cómo los tanques, las bombas y las válvulas almacenan, impulsan y regulan el agua
- Cómo planificar un suministro de agua sencillo para varios usuarios
Experimentos de ejemplo
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Eleva un tanque de agua y observa cómo cambia la presión en los grifos que están más abajo.
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Compara el caudal en una tubería estrecha y en una ancha.
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Abre y cierra válvulas para repartir el agua entre dos huertos.
Cosas que puedes construir
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Un suministro de agua para una escuela pequeña
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Un sistema de riego por gravedad para un huerto
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Un tanque que deja de llenarse cuando está lleno
Estos ejemplos muestran el tipo de trabajo de esta área. Las lecciones publicadas pueden ser diferentes.
Lo que simplifica la simulación
- El caudal se calcula para redes de tuberías con reglas simplificadas, no con una simulación completa de dinámica de fluidos (CFD).
- El agua se idealiza: se dejan de lado las fugas, las burbujas de aire y el desgaste de las tuberías reales.
Toda simulación simplifica la realidad. Saber cómo lo hace forma parte de aprender ingeniería.
Relación con las asignaturas escolares
Física (presión), matemáticas (tasas y mediciones), geografía (abastecimiento de agua), agricultura
Conexiones con otras áreas
Las redes hidráulicas se relacionan con la mecánica (presión y fuerza), con los sistemas de control (mantener un nivel) y con la automatización (bombas que se encienden y se apagan).
Conviene saber
Las torres de agua están en alto para que la gravedad, por sí sola, cree la presión que empuja el agua por las tuberías de una ciudad.