El deseo de los hombres por adquirir conocimientos acerca de los fenómenos de los fluidos tuvo sus comienzos con los problemas de abastecimiento de agua de sus poblados, de irrigación de sus campos, la navegación y la derivación de energía de las corrientes de agua. Con conocimientos muy rudimentarios, desde tiempos remotos, se construyeron pozos, canales y ruedas hidráulicas.
En esencia fueron las civilizaciones que se desarrollaron en las regiones que hoy en día ocupan China-India, Mesopotamia-Babilonia y Egipto las que dieron origen al desarrollo de conocimiento sobre el manejo del agua y por lo tanto de los fluidos. Y la razón que motivó dicho desarrollo ha sido sin dudas la importancia del agua en el desarrollo de la vida. De donde se concluye también que la historia de la Mecánica de Fluidos es en cierto modo paralela a la historia de la civilización.
Durante el imperio romano (29 a. C. a 395 d. C.) se construyeron canales de abastecimiento de agua. Sin embargo, con excepción de Arquímedes (287 – 212 a. C.) la contribución al conocimiento de medición del agua fue de muy escaso valor. Desde la caída de Roma (476 d. C.) hasta el Renacimiento (siglo XV y XVI), no hubo ningún progreso en la construcción de obras ni en el pensamiento científico que se refleja en la hidráulica actual. Así, en realidad, esta ciencia se inicia de nuevo con Leonardo da Vinci (1452 – 1519), quién estudió el vuelo de los pájaros y diseñó un canal de esclusas en Milán. Después de Leonardo, la acumulación de conocimientos hidráulicos se hace cada vez mayor, especialmente en los aportes de Galileo, Torricelli, Mariotte, Pascal, Newton, Pitot, Bernoulli, Euler y D’Alembert.
Con el tiempo se dio origen a dos corrientes en el estudio de los fluidos. Una que trata del aspecto teórico y crea una ciencia esencialmente matemática, alrededor de un fluido ideal, que dio lugar a la ciencia matemática llamada Hidrodinámica. Entre los investigadores destacados en esta rama encontramos: Euler, D’Alembert, Navier, Saint Venant, Stokes, Rankine, Kelvin y Lambb. La segunda, que se interesa en los aspectos prácticos y de aplicación inmediata a los problemas de ingeniería y cuyo método es la experimentación, dió lugar a la ciencia práctica llamada Hidráulica. Entre los investigadores destacados en esta rama encontramos: Chezy, Borda, Coulomb, Venturí, Prony, Hagen, Poiseville, Darcy, Bazin, Weisbach, Ganguillet, Kutter, Manning, Reynolds y Francis.
Ya hacia finales del siglo XIX, el surgimiento de nuevas industrias, especialmente de procesos químicos que necesitaban información acerca de otros fluidos, además del agua, hizo necesario la investigación generalizada para evitar la gran multiplicidad de fórmulas de aplicación muy limitada. Esto, junto con el desarrollo de la Aeronáutica y nuevos avances en el estudio de los fluidos, dio lugar a un nuevo acercamiento entre la corriente teórica y la práctica, fusionando elementos de ambas para dar lugar a la ciencia que actualmente llamamos Mecánica de los Fluidos y que trata de eliminar, en lo posible, el empirismo de la Hidráulica y, a través de la teoría, generalizar lo más posible para que las conclusiones no sólo sean aplicables dentro de los límites de los experimentos realizados.
El término “caudal” se refiere al volumen por unidad de tiempo que circula en un canal o un tubo. También se puede definir como el producto entre la velocidad de desplazamiento del agua por su área hidráulica correspondiente. Otro nombre para caudal es flujo volumétrico, descarga o gasto, siendo estos términos sinónimos. La mayoría de los dispositivos y técnicas para medición de caudal se basan en la medida de la carga hidráulica de operación (profundidad o presión), o velocidad. Estrictamente hablando, la mayoría de las técnicas de medición de caudales tanto en canales abiertos como en tuberías producen una pérdida de carga. En términos operativos, es conveniente tener sólo una pequeña pérdida de carga.
La selección eficaz de un medidor de caudal exige un conocimiento práctico de la tecnología del medidor, además de un profundo conocimiento del proceso y del fluido que se quiere medir. Entre los principales medidores que se estudian se citan, en primer lugar, los medidores de presión diferencial. Después se estudian los medidores con accionamiento mecánico, es decir, los medidores de desplazamiento positivo y los medidores de tipo turbina, para finalizar con los medidores de caudal de tipo electromagnético y los medidores de tipo ultrasónico.
Te invito a que conozcas la vida de personajes que aportaron mucho al campo de la mecánica de fluidos, puedes conocer su biografía haciendo un clip en el enlace de su nombre ubicado al pie de cada fotografía. Hay dos páginas en las cuales me apoye para conocer cada personaje:
www.biografiasyvidas.com y www.es.wikipedia.org
Arquímedes (287 a 212 a. C.)
Leonardo da Vinci (1452-1519)
Ecuación de continuidad.
Bocetos de máquinas hidráulicas.
Galileo Galilei (1564-1642)
Fundamentos de hidrostática
Torricelli (1608 – 1647)
Pascal (1623-1662)
Ley de Pascal
Fuente: Pascal en Biografías y Vidas
Newton (1642-1726)
Ley de viscosidad dinámica
Fuente: Newton en Biografías y Vidas
Bernoulli (1700-1782)
Teorema de Bernoulli
Fuente: Bernoulli en Biografías y Vidas
Euler (1707-1783)
Ecuaciones diferenciales de movimiento del flujo ideal
Fuente: Euler en Biografías y Vidas
D'Alembert (1717-1783)
Chézy (1718-1798)
Circulación de agua en canales y tuberías
Fuente: Chézy en Wikipedia
Darcy (1803-1858)
Movimiento a presión en tuberías
Fuente: Darcy en Wikipedia
Lagrange (1736-1813)
Función potencial y función de corriente
Fuente: Lagrange en Biografías y Vidas
Venturi (1746-1822)
Salida de líquidos por agujeros y boquillas
Fuente: Venturi en Wikipedia
Poiseuille (1799-1869)
Ecuación de resistencia en capilares
Fuente: Poiseuille en Wikipedia
Weisbach (1806-1871)
Navier (1785-1836) y Stokes (1819-1903)
Ecuaciones diferenciales de movimiento de fluidos viscosos
Fuente: Navier en Wikipedia
Fuente: Stokes en Wikipedia
Reynolds (1842-1912)
Regímenes de flujo laminar y turbulento. Número de Reynolds.
Fuente: Reynolds en Wikipedia
Prandtl (1875-1953)
Teoría de la capa límite
Fuente: Prandtl en Wikipedia
Blasius (1883-1970)
Solución para capa límite laminar
Fuente: Blasius en Wikipedia
Von Karman (1881-1963)
Solución para capa límite turbulenta
Fuente: Von Karman en Wikipedia
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